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sábado, 30 de marzo de 2013

PLAGUICIDAS DAÑAN LOS CEREBROS DE LA "APIS MELLIFERA"


Grabación de células en el cerebro agudo aislado de una abeja Melífera (mb=cuerpo de homgo) y 
sin KC de células enteras crédito: Nature


En mi entrada del 02 de marzo [Las abejas en riesgo debido a los neonicotinoides], me referí al peligro del uso de insecticidas y como estos afectan la vida de las abejas [Apis Mellifera].
En la Revista Nature del 27 de marzo de 2013, aparece el trabajo de los investigadores  Mary J. Palmer, Christopher Moffat, Nastia Saranzewa, Jenni Harvey, Geraldine A. Wright y Cristopher N. Connolly titulado “Cholinergic Pesticides cause Mushroom Body Neuronal Inactivation in Honeybees” [Pesticidas colinérgicos causan la Inactivación de hongos en el cuerpo neuronal de las Abejas]    relacionado de que hay dos tipos de productos químicos llamados neonicotinoides y cumafos, insecticidas que son utilizados en los colmenares para eliminar el ácaro Varroa, un parásito que atacaa las abejas,  y que  interfirieren  en la capacidad del insecto de aprender y recordar. Los experimentos revelaron que la exposición puede también reducir la actividad cerebral, en especial, cuando se usaron combinando los plaguicidas.
La magnitud del efecto de los pesticidas sobre el síndrome de despoblamiento de las colmenas todavía no tiene una estimación definitiva, pero parece de qué se trata de un nuevo factor que se debe tener en cuenta dada la gravedad que significa en la vida de las abejas.
El efecto de los neonicotinoides y oxon cumaphos en el 
potencia de la membrana KC - crédito: Nature

Abejas con cerebros intactos, fueron expuestas a los pesticidas en laboratorio, utilizando niveles existentes en el medio natural, registrándose posteriormente su actividad cerebral. Los investigadores encontraron que ambos tipos de pesticidas actuaban en la zona cerebral que implicada en el aprendizaje de la abeja, causando una pérdida de la función; combinando ambos plaguicidas  el efecto era mayor.

Estando las abejas expuestas a  una combinación de plaguicidas de este tipo durante cuatro días,  hasta un 30% de ellas no aprenden  o las pruebas de memoria son deficientes. Estos experimentos se efectuaron imitando los niveles vistos en la naturaleza, dándole a las abejas una alimentación compuesta de una solución de azúcar mezclada con pesticidas. 
Ante toda amenaza,  también hay detractores, un informe publicado por la Organización de las Defra y la Agencia de Investigación del Medio Ambiente [FERA],  llega a la conclusión de que no existe ninguna relación entre la salud de las abejas y la exposición a los neonicotinoides.
La realidad indica lo contrario, las abejas de miel de todo el mundo se están enfrentando a un incierto futuro, han perdido su hábitat debido a a que cada día las zonas  con vegetales, se terminan ante el avance industrial, solamente en los Estados Unidos el misterioso despoblamiento masivo ha causado que el número de productores de miel, esté cayendo en picada; lo mismo sucede en algunos países europeos y latinoamericanos.
Un trabajo efectuado por la Universidad de Dundee, en Escocia, ha revelado que si los plaguicidas  son aplicados directamente al cerebro de los polinizadores, estos causaron una pérdida de la actividad cerebral.
Otra serie de experimentos de laboratorio realizados por la Universidad de Newcastle, los investigadores encontraron que las abejas expuestas a ambos pesticidas eran incapaces de aprender y recordar los olores florales asociados a una recompensa de néctar dulce, una habilidad de las abejas que es esencial en su búsqueda de alimento. 
El futuro de las Apis Mellifera, es incierto, ¿Qué pasará si los polinizadores desaparecen?
Bibliografía: Revista Nature / BBC Science News / ABC España /
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miércoles, 20 de marzo de 2013

20 DE MARZO DE 2013 - EQUINOCCIO DE OTOÑO



Hoy 20 de marzo de 2013, a las 23:21 UTC [20:23 hora Chile  continental verano - 18:23 Hora Chile insular verano] se inicia el otoño en el hemisferio sur.
Es el equinoccio de marzo, también conocido como equinoccio vernal;  en nuestro hemisferio señala el cambio de verano a otoño y en el hemisferio norte, termina el invierno y se inicia la primavera.
Se produce en torno al día 21 de marzo.

En el presente año,   este mes se conmemora la Semana Santa, fecha fijada según  las fases lunares.
El domingo de Pascua de Resurrección, es el primer domingo que resulte  después de la primera Luna llena posterior al equinoccio de otoño en el hemisferio austral y equinoccio de primavera en el hemisferio boreal.
En el presente año 2013, el equinoccio es el día 20, la primera Luna llena es el día 27,   el domingo 31 es  Pascua de Resurrección, los días anteriores son viernes y sábado santo.

martes, 19 de marzo de 2013

TECNOLOGÍA CREADA POR CIENTÍFICOS CHILENOS PARA MEJORAR DESEMPEÑO EN LOS RADIOTELESCOPIOS.


Radiotelescopio

En la página Spanichs.China.Org., Agencia de Xinhua de  hoy 20 de marzo, informa que un grupo de científicos chilenos, formado por Ricardo Finger, Patricio Mena, Nicolás Reyes, Rafael Rodríguez,  y el académico del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile Leonardo Bronfman, han presentado una nueva arquitectura  de receptores  que promete mejorar en forma considerable, el desempeño de los actuales radiotelescopios; tecnología que también tendría aplicación más allá de la astronomía.

El trabajo titulado “A Calibrated Digital Sideband Separating  Spectrometer for Radio Astronomy Applications”  aparece en la revista de marzo “ISI - Publications of the Astronomical Society of the Pacific”.

El desarrollo de esta nueva tecnología está a cargo del Grupo de Instrumentación  Astronómica de la de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas [FCFM] de la Universidad de Chile,  Departamentos de Astronomía [DAS] e Ingeniería Eléctrica [DIE].
Se trata de un prototipo de receptor que utiliza procesadores digitales de alta velocidad basados en arreglos  de compuertas lógicas [FPGA] para medir la señal astronómica. Utilizando esta tecnología, sería posible separar en forma óptima la señal  de interés de la banda de frecuencia adyacente [banda lateral, la que adiciona ruido y señales indeseadas a las observaciones.
Uno de los investigadores, Ricardo Finger, destaca que “Los actuales radiotelescopios, basados en tecnología analógica, pueden cancelar la contaminación de banda lateral en hasta un 90%, la nueva tecnología permite reducir dicha contaminación en más de un 99,99%”.

El prototipo ya pasó extensas pruebas de laboratorio, y durante el presente año será probado en el radiotelescopio “1.2 meter millimeter wave telescope” que opera en el Observatorio de la Universidad de Chile en Cerro Calán.
El científico R. Finger,  también explica que el desempeño de muchos radiotelescopios podrá ser mejorado, incluyendo el recientemente inaugurado, Observatorio ALMA. Agregó que “El destino de los mayores telescopios del mundo, es importante que las universidades chilenas, además de beneficiarse con el uso de los instrumentos [horas de observación], también participen y se beneficien con estos proyectos; agrega también, que es factible que esta tecnología  podría tener uso en otras áreas, como la teledetección, visión computacional, reconocimiento de voz, reconocimiento de patrones, imagenología médica, criptografía, sistemas aeroespaciales y de defensa”.

Bibliografía: FCFM / DAS / Spanish China-Xinhua Agencia / ISI

viernes, 15 de marzo de 2013

MAMOGRAFÍAS DE “RAYOS GAMMA” PERMITEN DETECTAR CÁNCER A TRAVÉS DEL TEJIDO DENSO



Tumor oculto detrás de un tejido denso, en una mamografía tradicional [lado izquierdo] aparece como un punto brillante en una mamografía de rayos gamma [lado derecho]. Crédito: Cortesía de Michael O’Connor – Mayo Clinic

Los rayos gamma, que permite a los astrofísicos lograr información acerca de los fenómenos  del universo, adquieren cada día un mayor valor para los médicos por su capacidad que les permite descubrir el cáncer en sus pacientes.

La forma más energética de la luz, los Rayos Gamma, que han permitido revelar fenómenos astrofísicos como los agujeros negros supermasivos y la fusión de estrellas de neutrones, están demostrando que son un excelente medio para detectar las primeras etapas del cáncer.

Gunnar Maehlum, antiguo investigador de la física de partículas y que en la actualidad es el Gerente General de Gamma Medica-Ideas, empresa bque diseña circuitos integrados para la detección de la radiación, dice: “La búsqueda de los eventos más violentos del universo, han conducido al desarrollo de los más sensibles detectores de Rayos Gamma. Debido a su superior rendimiento, ahora se está introduciendo en los equipos de diagnóstico médico”.

Para los tumores ocultos en el tejido denso, la detección tradicional a veces no es suficientemente detallada para revelar el cáncer. Esto es especialmente cierto, en el cáncer de mama. 
El 30% de las mujeres con tejido mamario denso, la tradicional mamografía de Rayos X no funciona bien, ya que en una imagen de Rayos X el tejido denso aparece blanco y opaco, como un tumor.
Utilizando detectores y circuitos integrados diseñados para experimentos de física de partículas, un grupo de investigadores en Física de Partículas, Física, Astronomía y Medicina Nuclear, desarrollaron  un compacto basado en semiconductores de imágenes de alta resolución espacial, que revela los tumores incluso dentro del tejido denso.
“Estas cámaras  de mamografía de Rayos  Gamma, utilizan detectores de cadmio, zinc y teluro y son  de alta precisión”, dice Michael K. O’Connor, profesor de física radiológica de la Clínica Mayo, Rochester, Minnesota.

Las cámaras ofrecen una resolución mejorada  del tejido, con un píxel de 1,6 milímetros, aproximadamente dos veces mejor que las cámaras gamma convencionales. También pueden obtener una imagen hasta llegar al borde del camino total del detector, a diferencia de las cámaras gamma tradicionales, que tienen  un anillo grande de espacio muerto alrededor del centro.
O’Connor comenta que “Con estas cámaras se pueden detectar tumores mediante gamma entre 5 a 10 milímetros; diez milímetros es un número importante para  el tamaño del tumor. Una vez que el tumor es detectado de este tamaño o más pequeño, el pronóstico se hace mucho mejor. Con un tumor de este tamaño, lo más probable es que sea localizado y la extirpación quirúrgica del tumor puede curar al paciente”.

Para detectar el crecimiento de células potencialmente peligrosas utilizando una cámara gamma, un médico inyecta un trazador radioactivo en el brazo del paciente. Debido a la actividad metabólica de las células de cáncer en los bebés, estas células más se acumulan permitiendo al trazador diferenciarlas de las células normales, por lo tanto, emiten rayos gamma a medida que decaen, permitiendo que la cámara pueda detectarlas y grabar la imagen del tumor en alta resolución.

Aproximadamente, en la actualidad  hay en uso entre 15 a 20 cámaras gamma de este avanzado tipo, en los hospitales de Estados Unidos, y tienen mucho éxito.

Mientras que la mamografía tradicional revela  como tres tumores por cada 1.000 mujeres con tejido denso apantallado, los ensayos clínicos de la Clínica Mayo han demostrado que las cámaras gamma  revelan sobre 10 casos  de cáncer de mamas por cada 1.000 mujeres con exámenes del tejido denso.

“Dado que el tejido denso disminuye la capacidad de la mamografía para detectar el cáncer, también aumentan las posibilidades de una mujer de desarrollar cáncer de mama, es importante encontrar técnicas alternativas”, dice O’Connor, “Este es uno de los más prometedores; realmente hemos sido sorprendidos por lo bien que funciona”.

Fuente: Symmetry Magazyne– Dimensiones de la Física de Partículas – Un conjunto FERMILAB / SLAC Publicaciones 05/mar/2013 / [CERN]
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jueves, 14 de marzo de 2013

14 DE MARZO - EL "DÍA DE PI".




Imagen de la letra griega Pi - crédito: Wikipedia

Hoy 14 de marzo, es el “Día de Pi”  y el mundo matemático celebra esta misteriosa constante de la naturaleza.
Pi es la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, en geometría euclidiana. Es un número irracional y una de las constantes  matemáticas más importantes. Su uso es frecuente en Matemáticas, Física e Ingeniería.



\pi es la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro. Es una constante en geometría euclidiana - crédito: Wikipedia.

Se conoce como el Día de Pi a dos celebraciones en honor de la expresión matemática  Pi;  el “Día de Pi” y el “Día de Aproximación de Pi”, celebración que se debe al físico Larry Shaw de San Francisco, que al ganar popularidad, en el año 2009 contó con una resolución favorable de la Cámara de Representantes de los Estados Unidos, en la cual se declaraba el día 14 de marzo, como el Día Nacional de Pi.



Se muestra la relación entre un cuadrado de lado r y un círculo de radio r. El área del círculo es \pi r^2. Crédito: Wikipedia

Pi aparece en las ecuaciones que describen las órbitas de los planetas, los colores de las auroras y la estructura del ADN, está en todas partes.

Los seres humanos han luchado Pi años para calcularla, y aún sigue  incólume su vida. Si divides la circunferencia de un círculo por su diámetro, la proporción es Pi.

Su valor es finito, un tres, pero su cola de decimales es un poquito más larga:

3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459230781640628620899862803482534211706… y más

Mediante supercomputadoras se ha logrado llegar a 2.700 millones de dígitos y aún siguen.
Felicidades Pi.
Bibliografía: Wikipedia/Space Weather
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martes, 12 de marzo de 2013

CÁMARAS INSTANTÁNEAS DE RAYOS X – DESDE DIMINUTOS VIRUS A GRANDES HOYOS NEGROS




Imagen de MImiVirus

El título de esta entrada,  lo he puesto en forma inversa a como ESA entregó la noticia, por cuanto es interesante comprobar como elementos desarrollados para investigar, en este caso,  los agujeros negros, pueden también aplicarse a la medicina.

Cámaras diseñadas para capturar los agujeros negros están explorando una nueva frontera: ellos nos están ayudando a conocer de cerca a los virus en la Tierra, abriendo la puerta a la solución de problemas médicos. Estas cámaras espaciales están abriendo nuevas fronteras en ciencias de la vida mediante el sondeo ultrarrápidos procesos físicos, químicos y bioquímicos a nivel atómico, obteniendo imágenes más nítidas de estructuras tales como los virus y las proteínas.


El Mimivirus es un género de virus de gran tamaño que podeen ADN de doble cadena y cuyas partículas maduras tienen una cápsida de entre 400 y 500 nm de diámetros. 
Crédito imagen: Wikipedia

Un descendiente de la cámara espacial de rayos X tomó las primeras imágenes del virus Mimi, el virus más grande y complejo conocido actualmente. El análisis de este virus intrigante puede arrojar luz sobre cuestiones básicas de la evolución viral y, tal vez, el origen de la vida.


Imagen de la cámara X EMM-Newton en  la Nave Espacial – Crédito:ESA/Ducros

Investigadores de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido desarrollaron en la década de 1990, cámaras especiales de rayos X para la misión: X-Ray Multi mirror Mission Newton [X-XMM-NEWTON] de la ESA . 
Se instalaron en la nave espacial XMM-NEWTON lanzada el 10 de diciembre de 1999 en un cohete Ariadne-5  desde Kourou, Guayana Francesa. Su órbita de 48 horas le permite tener un apogeo de 114.000 Km., y un perigeo de  7.000 Km., trasladándose  a una velocidad de 24.120 Km/h., sus instrumentos pueden trabajar fuera del cinturón de radiación que rodean la Tierra.
"La ESA financia gran parte de ese trabajo inicial para crear los sensores de rayos X", dijo Karen Holland, director general de XCAM, la compañía fundada en 1995 como una spin-off de la universidad para desarrollar y comercializar estas técnicas avanzadas.
Se requiere una compleja tecnología para tomar instantáneas del Universo en el rango de los rayos X, generados por objetos extremadamente calientes o de fuertes campos magnéticos o gravitacionales.


Imagen que muestra un pequeño extracto de una de las imágenes de rayos X tomadas por la cámara EPIC a bordo de la nave XMM-Newton de la ESA para el proyecto encuesta Taurus-Auriga. El color naranja indica que el gas de AB Aurigae es mucho más frío que la de otras jóvenes estrellas . Crédito:ESA

 "Cosas como los agujeros negros son lo que estamos realidad  buscando,  con esta técnica", señala Karen.
"Para capturar una imagen en el espacio, a menudo se necesitan muchos detectores, por lo que la cabeza de la cámara mecánica del telescopio de rayos X de un satélite es un tema muy complicado. Es necesario que sena ligeros para que se puedan mantener y manejar estos detectores en una matriz.
"Todo debe ser construido de modo que el área alrededor del detector se mantenga extremadamente limpia;  todo debe funcionar en el vacío del espacio." Es necesario también una electrónica especial para conducir el vehículo y operar los detectores.
Una vez que estas tecnologías se desarrollaron para detectar con la cámara los rayos X XMM-Newton, los investigadores se dieron cuenta de que el conocimiento práctico podría ser utilizado en una variedad de aplicaciones en la Tierra.
Además de cámaras mecánicas eficientes, XCAM también desarrolló un nuevo tipo de cámara de rayos X que produce imágenes de mejor calidad para aplicaciones terrestres, con píxeles más pequeños con una mayor resolución.


Imagen: En el DESY de Alemania, los campos electromagnéticos aceleran los electrones en los resonadores superconductores. Crédito DESY

Como resultado, XCAM fue capaz de suministrar cámaras para el láser de rayos X de electrones libres en el DESY,  Electrónica del Sincrotrón del centro de Hamburgo, Alemania, para tomar imágenes muy precisas de los virus. 
Comprender la estructura del virus podría conducir a mejores medicamentos y personas más saludables.
"Es el primer láser de rayos X", dijo Karen. ”Que ellos estaban construyendo, y se dieron cuenta de que necesitaban una cámara".
Gracias a décadas de  experiencia de XCAM, “fuimos capaces de diseñar y construir un sistema de cámaras con las que se tomaron las primeras imágenes del MimiVirus"
 XCAM también desarrolló un detector de nuevo diseño que en la actualidad es utilizado en una similar instalación en Japón.
Fuente: ESA  Programa de Transferencia de Tecnologías TTP2 11.marzo.2013

lunes, 11 de marzo de 2013

EL CORAZÓN HUMANO Y UN ATLAS DE ALTA RESOLUCIÓN


Un Atlas de Alta Resolución y Modelo Estadístico del Corazón Humano a partir de la TC Multicorte


Imagen: El corazón promedio y sus variaciones estadísticas. Crédito UPF/SINC


Atlas y modelos estadísticos juegan papeles importantes en la personalización y simulación de la fisiología cardíaca  Para el estudio del corazón, sin embargo, la construcción de atlas integrales y modelos espacio-temporales se enfrentan a una serie de problemas, en particular, la necesidad de manipular conjuntos de datos de imagen de gran tamaño y altamente variable, la naturaleza multi-región del corazón, y la presencia del complejo, así como pequeñas estructuras cardiovasculares.
Investigadores de la Universidad Pompeu Fabra han generado un atlas en alta resolución del corazón con imágenes 3D tomadas en 138 personas. El estudio demuestra que se puede obtener la imagen promedio de un órgano y sus variaciones, permitiendo comparar los casos individuales y diferenciar las formas sanas de las patológicas.

“Este atlas es una descripción estadística del aspecto que tienen el corazón y sus partes, como los ventrículos y las aurículas”, explica a SINC Corné Hoogendoorn, investigador del centro CISTIB (Centro de Imágenes por Computadora y Tecnologías de Simulación en Biomedicina) de la Universidad Pompeu Fabra. Los científicos han conseguido representar la forma promedio de este órgano mediante  tomografía computarizada multicorte. Esta técnica ofrece radiografías tridimensionales y en alta resolución. 
“En nuestro análisis (de) la población son esas 138 personas, pero podrían ser muchas más”, comenta Hoogendoorn, “por lo que demostramos que es factible construir este tipo de atlas a partir de muchos casos, con un nivel aceptable de interacción humana –trabajo manual de ajuste y optimización de imágenes, y con buenos resultados numéricos”.

Para crear esta cartografía cardiaca, los investigadores han desarrollado un modelo estadístico capaz de gestionar la gran cantidad de información que proporcionan las imágenes individuales y recoger las variaciones temporales, ya que el corazón no deja de moverse. 
El nivel de detalle y la posibilidad de ampliación de este atlas suponen “una ventaja sobre la mayoría de los modelos cardiacos presentados hasta ahora”.
  
Los investigadores consideran que el trabajo se puede aplicar en el procesamiento de imágenes médicas, concretamente para segmentar, es decir, diferenciar bien la estructura que se quiere analizar del resto de la imagen.
“Las estadísticas del atlas ofrecen un rango continuo con ejemplos de formas del corazón, lo que permite comparar casos concretos, así como calcular las probabilidades de que pertenezcan a la población modelada”, dice Hoogendoorn. 
El científico también destaca que el método se puede aplicar a imágenes de cualquier otro órgano o estructura, con la ventaja de poder clasificar y diagnosticar las formas sanas y las patológicas, así como diferenciar distintas enfermedades e incluso establecer una gradación dentro de cada una de ellas. 

Además, de este trabajo se pueden derivar simulaciones computacionales sobre la electrofisiología y mecánica del corazón – y de otros órganos – que pueden ayudar a planificar mejor los tratamientos en los pacientes. 
El grupo de investigadores que llevaron adelante este trabajo, son Corné Hoogendoorn, Nicolás Duchateau, Damián Sánchez-Quintana, Tristán Whitmarsh, Federico M. Sukno, Mathieu Da Craene, Karim Lekadir, Alehamdro F. Frangi.
Fue publicado bajo el título “A High-Resolution Atlas and Statistical Model of the Human Heart From Multislice CT” que se publicó en la Revista IEEE Transactios on Medical Imaging 32 (1) 28-44, de enero 2013. Doi: 10.1109/TMI 2012.2230015
Fuente: SINC / PubMed NCBI /IEEE