ATHLETE (Explorador extraterrestre todoterreno de seis extremidades ó All-Terrain Hex-Limbed Extre-Terrestrial Explorer) son los nuevos vehículos robóticos de la NASA, producto auspiciado por el Programa de la NASA para el desarrollo de Tecnología en Exploración, en colaboración con el Sistema de Constelación de la misma agencia. Este nuevo vehículo está diseñado y destinado especialmente para poder explorar la superficie lunar.
El ATHLETE pesa 2,340 kilogramos, su longitud es de 8.4 metros por 1.1 metros de altura agachado, con altura máxima de 6.4 metros, sus ruedas de 81.3 cms. y puede levantar cargas de hasta 450 kilogramos, en condiciones de gravedad terrestre. Actualmente la NASA se prepara para realizar varios experimentos en las que se recrearán condiciones con gravedad casi nula.
Las patas del vehículo robótico, aparte de servir para el desplazamiento, cada una está equipada con su propio motor y un conjunto de herramientas. Un “limbo” o “pata” puede convertirse en una “mano” y puede elevar y transportar pequeñas cargas, así como realizar trabajos de excavación o perforación, el nombre limbo en lugar de pata es por el grado de libertad como un manipulador de uso general, además estos vehículos cuentan con adaptadores de desconexión rápida, que les permite realizar maniobras complejas.
El vehículo dispone de varias cámaras principales que por pares están montadas sobre su superficie, las cuales le permiten grabar videos tridimensionales, tiene también mini-cámaras instaladas en las extremidades, cerca de las herramientas, que le proporcionan una función estereoscópica para poder controlar la ejecución del trabajo de cada “pierna-mano”.
Todo lo descrito es muy interesante, pero más aún, es que estos vehículos se podrán controlar con los movimientos del cuerpo del operador (usando dispositivos como Xbox Kinect) presente aquí en la Tierra, sin que sea un obstáculo los millones de kilómetros que separen al operador del vehículo, de esta forma, si el operador desde donde se encuentre hace un movimiento como recogiendo algo del suelo, el robot haría lo mismo para recoger algo sobre la superficie donde esté.
Investigadores crearon el panel de vidrio más delgado posible. El vidrio, hecho de silicio y oxígeno, se formó accidentalmente cuando los científicos estaban haciendo grafeno, una hoja de carbono de un átomo de espesor, en cuarzo recubierto con cobre. Creen que una filtración de aire provocó que el cobre reaccionara con el cuarzo, que está hecho casi completamente de silicio y oxígeno, produciendo una capa de vidrio con el grafeno. El vidrio tiene solo tres átomos de grosor.
Debido a que este vidrio tiene el mínimo grosor que es posible para un vidrio de silicio, este vidrio se puede considerar que tiene solo dos dimensiones. La naturaleza bidimensional de este material permitió la primera toma con resolución atómica hecha por un microscopio de transmisión de electrones de un vidrio. Las imágenes producidas se asemejan mucho a dibujos creados por el Profesor (Fredrik) William H. Zachariasen en 1932 cuando trataba de revelar la estructura del vidrio a nivel atómico.
Además de demostrar como el grafeno hace posible la producción de materiales bidimensionales, el vidrio ultra-delgado podría ser utilizado en semiconductores o en transistores de grafeno.
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(Principal) Pinshane Huang, David Muller, Universidad Cornell; Ute Kaiser, Simon Kurasch, Universidad de Ulm; (Dibujo) W. H. Zachariasen; tomada de sciencemag.org
La nación escandinava, con una población de 4.86 millones, está listo para convertirse en el primer país que utilice la secuenciación de ADN para buscar mutaciones en tumores que puedan revelar que tratamientos de cáncer serían más efectivos para el paciente. Noruega cuenta con un sistema de salud socializado.
El Consorcio Noruego de Genómica Cancerosa (Norwegian Cancer Genomics Consortium) llevará a cabo una fase piloto con una duración de tres años, durante el cual secuenciará los tumores de 1,000 pacientes con la esperanza de influir sus tratamientos. También analizará otras 3,000 biopsias de tumores obtenidas con anterioridad para obtener una mejor idea de las mutaciones de los diferentes cánceres, y cómo influencian la respuesta a las drogas de un paciente. En una segunda fase, el proyecto construirá la infraestructura de laboratorios, clínicas y computación necesarias para llevar este cuidado a los 25,000 noruegos que son diagnosticados con cáncer cada año.
La meta final de Noruega es secuenciar cada tumor canceroso de los pacientes y proveer tratamientos personalizados. El proyecto podría costar más de 4 millones de euros (6.3 millones de dólares) sin incluir el costo del equipo.
El reto de Noruega será el secuenciar los genomas de cáncer con la suficiente rapidez y precisión para guiar a los médicos. Hoy en día la secuenciación genética se lleva a cabo en laboratorios certificados, secuenciado genético de calidad que pueda realizarse en clínicas aún está en su infancia y hay pocos hospitales equipados para ofrecerlo, además de que esto aún no le es de mucha ayuda a los oncólogos independientemente de su precisión.
Los investigadores desarrollaron una nueva tecnología con la cual crearon películas de diamante de 30 nanómetros. Este tipo de películas que se producen actualmente en laboratorios estadounidenses y europeos son de 300 nanómetros y sus propiedades se reducen por defectos a la hora de separar la película de cristal.
Vladimir Popov, quien es colaborador del Instituto Ruso de Semiconconductores Rzhánov, declaró: “encontramos la manera de evitar la aparición de defectos en todas las etapas del proceso y preservar la estructura original del cristal sintético”.
Las películas ultrafinas son base ideal para los microchips, pues reducen el consumo de energía, efectos parásitos e interferencias.
Los mirochips de diamante podrían funcionar a temperaturas hasta de 800 grados Celsius e incrementar decenas de veces el rendimiento de los ordenadores, gracias al uso de efectos ópticos cuánticos. Cuando ya se cuente con la tecnología para producir a gran escala esta película ultrafina de diamante de 30 nanómetros, ésta podría desplazar al Silicio del mercado de los microchips, señaló en investigador.
En recientes investigaciones fueron descubiertos deshechos de plástico de menos de un milímetro acumulándose en los hábitats marinos. Según un informe de Mark Kinver, reportero de la BBC Ambiental, estas pequeñas partículas que los investigadores nombraron “micro plástico”, son originadas en la ropa sintética y llega al suministro de agua a través de las lavadoras, debido a que cada prenda libera 1,900 partículas en cada lavada.
La ingesta de “micro plástico” y los contaminantes que éste posee pueden tener consecuencias inciertas para la salud y a medida que aumenta la población es mayor el deshecho, por lo cual aumenta la contaminación marina y los posibles daños en la cadena alimenticia, pues existe la posibilidad de que los animales marinos ingieran partículas de micro plástico.
Los científicos de la Universidad de California, Estados Unidos, lograron éxitos en la lectura del pensamiento humano y su transmisión a distancia.
Estos neurocientíficos lograron decodificar la actividad eléctrica de las ondas cerebrales traduciéndolas a texto y de esta manera es posible ver en la pantalla de un ordenador palabras pensadas por una persona.
Este descubrimiento permitirá, a los enfermos en estado de coma o privados del habla después de una hemorragia cerebral, comunicarse sin dificultades y así mismo transmitir el pensamiento a distancia, con la ayuda de dispositivos portátiles especiales.
Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, crearon una miniatura de robot-cangrejo que es capaz de eliminar células cancerosas en el estómago, en las primeras etapas de la enfermedad.
El robot tiene una pinza que sirve para sujetar los tejidos cancerosos y un gancho que los corta sin dejar cicatrices. El dispositivo está montado en un endoscopio y entra en el aparato digestivo a través de la boca, además una cámara está adosada al mismo endoscopio y con ayuda de ésta un cirujano visualiza sobre la pantalla de un monitor, en interior del tracto digestivo, mientras controla a distancia el robot durante el proceso.
El profesor Lawrence Ho de dicha Universidad y quien es uno de los creadores del robot, informó que éste ha sido usado con éxito para retirar cánceres de estómago de los primeros cinco pacientes que son de India y Japón, reduciendo el tiempo en comparación con las intervenciones abiertas y por laparoscopía, que además representan un mayor riesgo de infección y dejan cicatrices.
Científicos del Instituto Max Planck de Cibernética Biológica descubrieron como diferentes regiones del cerebro cooperan durante la memoria de corto plazo. Aunque parece una función simple, el proceso de la memoria de corto plazo es un complejo acto cognitivo que requiere la participación de múltiples regiones cerebrales. Cómo estas regiones cooperan ha sido una pregunta difícil de responder, pero los investigadores se han acercado a responderla.
Oscilaciones entre diferentes regiones cerebrales son cruciales en recordar visualmente cosas en un periodo corto de tiempo, estás regiones necesitan coordinarse e integrar información. Los científicos grabaron la actividad cerebral en el área visual y en la parte frontal del cerebro de monos. A estos les fueron mostradas imágenes idénticas o diferentes dentro de intervalos cortos mientras grababan su actividad cerebral. Los animales tenían entonces que indicar si la segunda imagen era la misma que la primera.
Los científicos observaron que ambas regiones mostraban fuertes oscilaciones en ciertas frecuencias, y que estas oscilaciones no ocurrían independientemente sino que las regiones sincronizaban temporalmente su actividad. Mientras más sincronizada era la actividad, mejor recordaban los animales la imagen inicial. Casi todos los actos cognitivos multifacéticos provienen de una interacción compleja de redes neuronales distribuidas y especializadas, como estas relaciones son establecidas y como contribuyen es pobremente entendido hoy en día.
La hepatitis C, una enfermedad infecciosa que puede causar inflamación y falla de órgano, tiene diferentes efectos en diferentes personas. Pero nadie está seguro por que algunas personas son muy susceptibles a la infección, mientras que otras son resistentes.
Por Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).
Los científicos creen que si pudieran estudiar las células de hígado de diferentes personas en el laboratorio, podrían determinar como las diferencias genéticas producen estas respuestas variadas. Sin embargo, las células de hígado vivientes son difíciles de obtener y notoriamente difíciles de crecer en una placa de laboratorio por que tienden a perder su estructura normal cuando son extraídas del cuerpo.
Ahora, un equipo de investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), la Universidad Rockefeller y el Colegio Médico de Wisconsin han encontrado una manera de producir células vivientes similares a las del hígado que pueden entonces ser infectadas con hepatitis C. Estás células podrían permitirle a los científicos a estudiar por que las personas responden diferente a la infección.
Esta es la primera vez que los científicos han podido establecer una infección en células derivadas de iPSCs (Induced pluripotent stem cell – Célula madre pluripotente inducida; estas células madre no son tomadas de embriones, sino de otras partes del cuerpo, como las de la piel, y transformadas en células madre) – un logro que muchos investigadores han estado intentando alcanzar. La nueva técnica, descrita esta semana en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), eventualmente también podría permitir la “medicina personalizada”: Los doctores podrían probar la efectividad de diferentes drogas en tejidos derivados de pacientes siendo tratados, y de esta manera personalizar la terapia para ese paciente.
El nuevo estudio es una colaboración entre Sangeeta Bhatia, la profesora de Ciencias de la Salud y Tecnología de John y Dorothy Wilson y profesora de Ingeniería Eléctrica y Ciencias Computacionales del MIT; Charles Rice, un profesor de virología en Rockefeller; y Stephen Duncan, un profesor de genética humana y molecular en el Colegio Médico de Wisconsin.
De células madre a células de hígado
El año pasado, Bhatia y Rice reportaron que podían inducir células de hígado a crecer fuera del cuerpo al hacerlo en placas con micro-patrones especiales que dirigieran su organización. Estas células de hígado pueden ser infectadas con hepatitis C, pero no pueden ser usadas para estudiar pro-activamente el papel de la variación genética en las respuestas virales por que vienen de órganos que han sido donados para tranplantes y representan solo una pequeña población.
Para hacer células con mayor variación genética, Bhatia y Rice decidieron hacer equipo con Duncan, quien había mostrado que podía transformar iPSCs en células similares a las del hígado.
Estos iPSCs son derivados de células normales del cuerpo, usualmente células de la piel. Encendiendo ciertos genes en esas células, los científicos pueden revertirlas a un estado inmaduro que es idéntico a las células madre embriónicas, las que pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula. Una vez que las células se vuelven pluripotentes, pueden ser dirigidas a convertirse células similares a las del hígado encendiendo genes que controlan el desarrollo del hígado.
En la revista académica actual, Robert Schwartz, quien tiene un posdoctorado del MIT, y el estudiante graduado Kartik Trehan tomaron estas células similares a las del hígado y las infectaron con hepatitis C. Para confirmar que la infección ocurrió, los investigadores modificaron los virus para que secretaran una proteína que produce luz cada vez que atravesaban su ciclo vital.
“Esta es una revista académica muy valiosa por que nunca se había mostrado que la infección viral era posible” en células derivadas de iPSCs, dijo Karl-Dimiter Bissig, un profesor asistente de biología molecular y celular en el Colegio Baylor de Medicina. Bissig, quien no estuvo involucrado en este estudio, agrega que el siguiente paso es mostrar que las células pueden infectarse con cepas de hepatitis C diferentes a las usadas en este estudio, que es una cepa rara encontrada en Japón. El equipo de Bhatia trabaja ahora hacia esa meta.
Diferencias genéticas
La meta final de los investigadores es tomar células de pacientes que han tenido reacciones inusuales a la infección de la hepatitis C, transformar esas células en células de hígado, y estudiar su genética para ver por que respondieron de la manera que lo hicieron. “El virus de la hepatitis C causa una infección inusualmente robusta en algunas personas, mientras que otras son muy buenas limpiándola. Aún no se sabe por que existen esas diferencias,” dijo Bhatia.
Una explicación potencial es que hay diferencias genéticas en la expresión de las moléculas inmunes como la interleukin-28, una proteína que ha sido demostrado que juega un papel importante en la respuesta a la infección de hepatitis. Otros factores posibles incluyen expresión de proteínas de superficie de células que permiten que el virus entre en la células, y la susceptibilidad de las células a que los virus tomen control de su maquinaria de replicación y de otras estructuras celulares.
Las células similares al hígado producidas en este estudio son comparables a células de hígado durante las etapas avanzadas del desarrollo fetal, dijo Bhatia; los investigadores trabajan ahora en generar células de hígado más maduras.
Como meta de largo término, los investigadores apuntan a tratamientos personalizados para pacientes de hepatitis. Bhatia dice que uno puede imaginar tomar células de un paciente, hacer iPSCs, reprogramarlas como células de hígado e infectarlas con la misma cepa de hepatitis que tiene el paciente. Entonces los doctores podrían probar diferentes drogas en las células para ver cuales son las que son más capaces de limpiar la infección.
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Micrografía electrónica del virus de hepatitis C purificado de un cultivo celular (escala = 50 nanómetros). Autor: Charles Rice. Dominio público.
Científicos estadounidenses de la Universidad de Stanford, lograron por primera vez y en forma directa convertir las células de piel en células neuronales (células que son clave en el desarrollo de los principales componentes de cerebro), esto fue posible debido a que lograron omitir varias etapas del desarrollo de las células.
En la actualidad, las células madres pueden convertirse en cualquier tipo de células del organismo (células pluripotentes) y se considera como el método con más perspectiva para el tratamiento de diferentes enfermedades, sin embargo su uso esta ligado a problemas éticos ya que su obtención es a partir de las células embrionarias, además estas células al ser trasplantadas existe el riesgo de que sean rechazadas por el organismo receptor, por ser incompatibles genéticamente.
También existen avances en el método para transformar las células adultasen células madres, con propiedades regenerativas idénticas a las embrionarias. Pero el reprogramar las células adultas para obtener las células pluripotentes inducidas (IPS) y así obtener sus propias células madres, tampoco es lo ideal, porque requiere activar varios genes que finalmente pueden provocar enfermedades cancerígenas.
Los científicos de dicha Universidad, han propuesto una nueva tecnología para transformar las células adultas en células especiales “master” evitando la etapa de las células pluripotentes inducidas. En la experimentación que realizaron con ratones, los científicos crearon las células que preceden en el desarrollo de la células neuronales y que pueden desarrollarse en tres tipos de células del tejido nervioso: neuronas, astrocitos y oligodendrocitos. Neurona: Denominada también célula nerviosa, es la unidad funcional y anatómica básica del sistema nervioso, que participa en la conducción de impulsos. Estructuralmente es la célula más compleja del cuerpo. El sistema nervioso humano tiene alrededor de 28 millones de neuronas. Astrocito: Célula de neuroglía (tejido no neural del encéfalo y de la médula espinal, que realiza funciones de sostén y auxiliares) de mayor tamaño, cuyo cuerpo celular posee una morfología estrellada con numerosas prolongaciones hacia el exterior, muchas de las cuales terminan en vasos sanguíneos formando los pies perivasculares. Oligodendrocitos: Célula de la oligodendroglía (tejido de sostén no nervioso que rodea a las células nerviosas y fibras del cerebro y de la médula espinal. Están presentes en la materia gris y blanca del cerebro y de la médula espinal).
La ventaja de este nuevo método que han presentado, es que estas células pueden ser creadas en grandes cantidades en laboratorio y ser usadas posteriormente en la práctica médica.
En el experimento los científicos agregaron tres factores de transcripción, sustancias que potencian la modificación de las células, que después de un período de 3 semanas, una de cada 10 células se convirtió en una célula de tejido nervioso. Aunque todavía queda mucho por investigar, este hallazgo implica que en el futuro se podrán crear células del sistema nervioso para ser trasplantadas en humanos.
