SpaceX aborta intento de lanzamiento de Falcon 9

SpaceX aborta falcon9
Imagen: NASA TV

El Falcon 9 de SpaceX abortó su lanzamiento del 19 de mayo momentos después de que en sus motores de encendido detectaron presiones de lectura mayores que lo permitido. La presión del motor central se elevó encima de los límites y un apagado ocurrió un medio segundo antes del despegue, dijeron los funcionarios de SpaceX.

El próximo intento de lanzamiento podría ser tan pronto como el martes 22 de mayo, pero esa determinación no se hará hasta que el motor en sí mismo sea inspeccionado, dijo Gwynne Shotwell, presidente de Tecnologías de Exploración Espacial de Hawthorne, California, conocida como SpaceX. También hay una posibilidad el 23 de mayo.

“Tuvimos un arranque nominal de los 9 (motores)”, dijo Shotwell. “El motor 5 empezó muy bien y (su cámara de presión) inició una tendencia a la alta”.

Ella dijo que la alta presión podría ser el resultado de altas temperaturas posiblemente por muy poco combustible que fluyó en el motor, aunque es demasiado pronto para saber con seguridad. “Vamos a tener que dedicar más tiempo a mirar los datos”.

El cohete estaba preparado en el Complejo 40 de Lanzamiento Espacial, en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, en Florida, el sábado por la mañana para el intento. Su hangar está junto a la plataforma de lanzamiento. Shotwell dijo que la compañía está preparada para quitar el motor fuera del cohete si es necesario y poner en un motor ya en el Cabo.

El objetivo de la misión es poner en marcha una cápsula SpaceX Dragon a la Estación Espacial Internacional para demostrar la entrega de carga usando la nave de construcción privada. Sería un logro histórico ya que ninguna nave espacial privada construida se ha acoplado con el laboratorio orbital.

La NASA está trabajando en estrecha colaboración con SpaceX de acuerdo a las disposiciones del contrato de Servicios de Transportación Orbital Commercial.

“Estamos listos para apoyar cuando SpaceX esté listo para ir”, dijo Alan Lindenmoyer, Director de la NASA de la Tripulación Comercial y el Programa de Carga.

Fuente
http://www.nasa.gov/ (en inglés)

Una nueva mirada a la exposición prolongada a la radiación

Exposición prolongada a radiación

Un estudio del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) sugiere que a una dosis baja, la radiación posee un bajo riesgo al ADN.

Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).

Un nuevo estudio de científicos del MIT sugiere que los lineamientos que usan los gobiernos para determinar cuando evacuar a la gente después de un accidente nuclear podrían ser muy conservadores.

El estudio, liderado por Bevin Engelward y Jacquelyn Yanch y publicado en el diario Environmental Health Perspectives (Perspectivas de Salud Ambiental), encontró que cuando los ratones eran expuestos a dosis de radiación a alrededor de 400 veces mayores a los niveles normales por cinco semanas, ningún daño al ADN pudo ser detectado.

Regulaciones actuales de los Estados Unidos requieren que los residentes de cualquier área que alcance niveles de radiación ocho veces más altos que lo normal deben ser evacuados. Sin embargo, el costo financiero y emocional de dicha reubicación podría no valer la pena, dicen los investigadores.

“No hay datos que digan que eso es un nivel peligroso,” dice Yanch, del Departamento de Ciencia e Ingeniería Nuclear. “Este artículo muestra que puedes llegar hasta 400 veces más alto que los niveles normales promedio y aún no se detecta daño genético. Potencialmente podría tener un gran impacto en decenas si no es que cientos de miles de personas en la vecindad de un accidente en una planta de energía nuclear o en la detonación de una bomba nuclear, si encontramos como debemos evacuar y cuando está bien quedarnos donde estamos”.

Hasta ahora, muy pocos estudios han medido los efectos de las dosis bajas de radiación recibidas durante un largo período de tiempo. Este estudio es el primero en medir el daño genético visto a un nivel tan bajo como 400 veces lo normal (0.0002 centigrays, o 105cGy en un año).

“Casi todos los estudios de radiación son hechos con un rápido golpe de radiación. Eso causa un efecto biológico completamente diferente comparado a las condiciones a largo plazo”, dice Engelward, un profesor asociado de ingeniería biológica en el MIT.

¿Qué tanto es demasiado?

La radiación de fondo viene de la radiación cósmica y de isótopos radioactivos naturales en el entorno. Estas fuentes añaden alrededor de 0.3 cGy al año por persona, en promedio.

“La exposición a una tasa baja de radiación es natural, y algunas personas incluso dicen que esencial para la vida. La pregunta es, ¿qué tan altas necesitan volverse las dosis antes de que necesitemos preocuparnos sobre efectos adversos en nuestra salud?” dice Yanch.

Estudios previos han mostrado que un nivel de radiación de 10.5 cGy, el total de la dosis usada en este estudio, produce daño al ADN si se da todo a la vez. Sin embargo, para este estudio, los investigadores esparcieron la dosis durante cinco semanas, usando Yodo radioactivo como fuente. La radiación emitida por el Yodo radioactivo es similar a la emitida por el reactor dañado de Fukushima en Japón.

Al final de cinco semanas, los investigadores probaron varios tipos de daño de ADN, usando las técnicas más sensibles disponibles, Esos tipos de daño caen dentro de las dos clases principales: lesiones base, en las que la estructura de la base de ADN (nucleótidos) es alterado, y rompeduras en la cepa de ADN. No encontraron incrementos significativos en ningún tipo.

El daño al ADN ocurre espontáneamente incluso a niveles de radiación normal, conservativamente a una tasa de alrededor de 10,000 cambios por célula por día. La mayoría del daño es arreglado por los sistemas de reparación de ADN dentro de cada célula. Los investigadores estiman que la cantidad de radiación usada en este estudio produce una docena de lesiones adicionales por célula por día, las cuales parecen haber sido reparadas.

Aunque el estudio terminó después de cinco semanas, Engelward cree que los resultados habrían sido los mismos para exposiciones más largas. “Mi opinión de esto es que esta cantidad de radiación no está creando muchas lesiones para empezar, y ya tienes buenos sistemas de reparación de ADN. Mi opinión es que probablemente podrías dejar a los ratones ahí indefinidamente y el daño no sería significativo”, dijo ella.

Doug Boreham, un profesor de física médica y ciencias de radiación aplicada en la Universidad McMaster, dice que el estudio añade evidencia creciente de que dosis bajas de radiación no son tan peligrosas como usualmente la gente teme.

“Ahora, se cree que toda la radiación es mala para ti, y que en cualquier momento que recibas un poco de radiación, se agrega y tu riesgo de cáncer sube”, dice Boreham, quien no estuvo involucrado en este estudio. “Ahora se está juntando evidencia de que ese no es el caso”.

Estimados conservadores

La mayoría de los estudios de la radiación sobre los que los lineamientos de evacuación están basados fueron originalmente hechos para establecer niveles seguros de radiación en los lugares de trabajo, dice Yanch – lo que significa que son muy conservadores. En los espacios de trabajo, esto tiene sentido por que el empleador puede pagar por la seguridad de todos sus empleados a la vez, lo que reduce el costo, dice ella.

Sin embargo, “cuando tienes un entorno contaminado, entonces la fuente ya no está controlada, y cada ciudadano tiene que pagar por sus propias medidas de evasión de radiación”, dice Yanch. “Tienen que dejar su casa o su comunidad, quizá incluso por siempre. Usualmente pierden sus trabajos, como viste en Fukushima. Y ahí realmente quieres cuestionar que tan conservador quieres ser en tu análisis de los efectos de la radiación. En lugar de ser conservador, tiene más sentido mirar un mejor estimado de qué tan peligrosa la radiación realmente es”.

Esos estimados conservadores están basados en exposiciones agudas a la radiación, y entonces extrapolando lo que podría suceder en dosis más y más bajas, dice Engelward. “Básicamente estás usando un conjunto de datos recolectados basados en exposición a dosis altas agudas para hacer predicciones sobre lo que está sucediendo a dosis muy bajas durante un largo período de tiempo, y no tienes realmente ningún dato directo. Es estar adivinando”, dice ella. “La gente argumenta constantemente sobre como predecir lo que está sucediendo a dosis más y más bajas”.

Sin embargo, los investigadores dicen que más estudios son necesarios antes de que los lineamientos de evacuación puedan ser revisados.

Claramente estos estudios tuvieron que ser realizados en animales en lugar de gente, pero muchos estudios muestran que los ratones y los humanos comparten respuestas similares a la radiación. Por lo tanto este trabajo provee un marco de trabajo para investigación adicional y la cuidadosa evaluación de nuestros lineamientos actuales”, dice Engelward.

“Es interesante que, a pesar de la evacuación de cerca de 100,000 residentes, el gobierno japonés fue criticado por no imponer evacuaciones para aún más gente. A partir de nuestros estudios, predeciríamos que la población que se quedó detrás no mostraría daño excesivo al ADN – esto es algo que podemos probar usando tecnologías desarrolladas recientemente en nuestro laboratorio”, añade ella.

El primer autor de estos estudios es el antiguo posdoctorado del MIT Werner Olipitz, y el trabajo que ha hecho en colaboración con la profesora del Departamento de Ingeniería Biológica Leona Samson y Peter Dedon. Estos estudios fueron patrocinados por el Departamento de Educación y por el Centro para las Ciencias de Salud Ambiental.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

Primera luz de una super-Tierra encontrada

Super Tierra
Imagen: NASA/JPL-Caltech

Científicos en una misión que busca calor planetario han detectado la primera luz infrarroja de una super-Tierra – en este caso, un planeta a unos 40 años luz de distancia. Y de acuerdo a sus cálculos, 55 Cancri e, un planeta de apenas el doble de tamaño de la Tierra, está arrojando mucho calor.

Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).

A un tostado de 2038 grados Celcius, el planeta es lo suficiente caliente para licuar acero. Y no hay mucho alivio del calor abrazador: Investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) y otras instituciones dicen que al planeta le faltan las superficies reflectoras como capas de hielo, en su lugar absorbiendo la mayoría del calor de su estrella – así como los océanos oscuros de la Tierra atrapan calor del sol.

Desde el descubrimiento del planeta en el 2004, científicos han desenterrado varias de sus propiedades; los nuevos hallazgos, publicados en la edición actual de Astrophysical Journal Letters, expanden el perfil físico de 55 Cancri e. El planeta orbita la estrella 55 Cancri, parte de la constelación de Cáncer con forma de cangrejo, que es lo suficientemente brillante para ser visto con el ojo desnudo.

Usando telescopios en el suelo y en el espacio, científicos examinan patrones de luz de una estrella para determinar los rastros de planetas alrededor de él. Reducciones periódicas en la luz estelar indican que un planeta ha transitado, o pasado en frente de, su estrella. De estos datos, los científicos ahora han calculado el radio de 55 Cancri e (el doble del de la Tierra) y la duración de su órbita (18 horas, contra la nuestra de 365 días).

Mientras que el brillo estelar le permite a los investigadores detectar cambios en la luz estelar, es mucho más difícil detectar la luz en cualquier longitud de onda – visible o infrarroja – del planeta mismo.

“Este planeta está tan cercano a la estrella que es irradiado fuertemente”, dice el coautor Brice_olivier Demory, un posdoctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias. “Es como en la película ‘Avatar’, donde Pandora orbita el gigante gaseoso Polifemo. Viendo Polifemo desde Pandora da la idea de qué tan grande debería de verse la estrella desde 55 Cancri e”.

Demory dice que aislando el calor del planeta del calor masivo emitido de su estrella sería como detectar el calor de una vela entre un arreglo de 10,000.

Super-Tierra super-caliente

Impávido por dicha tarea, Demory trabajó con Sara Seager, la profesora de Ciencia Física y Planetaria de la clase de 1941 en el MIT, e investigadores del Instituto Kavli para Investigación Astrofísica y Espacial del MIT, la Universidad de Maryland, la Institución Carnegie de Washington y la Universidad de Liege en Bélgica para detectar las emisiones termales del planeta.

El grupo obtuvo observaciones del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, que monitorea radiación infrarroja emitida por objetos en el sistema solar y más allá. Demory y sus colegas fijaron el telescopio en 55 Cancri e, observando la estrella durante una ventana de seis horas durante la que el pequeño exoplaneta pasó dentás de ella – un fenómeno conocido como ocultación.

Demory midió la luz de la estrella antes y después de la ocultación del planeta, descubriendo una reducción de un minuto cuando la estrella eclipsó completamente el planeta. Para asegurarse de que la reducción no era solamente una variación, el equipo obtuvo tres grupos de datos más para la misma ventana orbital, y analizaron todos los cuatro grupos de datos juntos.

“Cuando juntas todos los datos, ves una bella disminución de luz que claramente muestra la luz del planeta que desaparece”, dice el coautor Michael Gillion, investigador principal del programa del telescopio Spitzer. “Esta es la primera vez que vemos la luz de un planeta tan pequeño”.

De la luz infrarroja del planeta, los investigadores calcularon precisamente su temperatura – unos abrazadores 2,038° C. Con tan altas temperaturas, Demory postuló que el planeta es probablemente algo oscuro, no contiene superficies reflectoras como capas de hielo, y probablemente absorbe la mayoría del calor dado por su estrella.

La temperatura del planeta también podría darle a los investigadores una pista sobre su atmósfera. 55 Cancri e orbita su estrella muy similar a como la luna circula la Tierra, siempre presentándole la misma cara. Demory sospecha que mucho del calor de Cancri e se queda en el “lado de día” del planeta, y que sería difícil que circulara tan altas temperaturas al lado oscuro del planeta: En otras palabras, es improbable que el planeta super-caliente tenga vientos fuertes.

Phil Armitage, un profesor asociado de astrofísica en la Universidad de Colorado, dice que es extremadamente difícil para cualquier instrumento – incluyendo el telescopio Spitzer – hacer la detección directa de un exoplaneta. El ve la detección del grupo como “un gran ejemplo de realmente llevar un instrumento a sus límites”.

El añade que la luz infrarroja del planeta ayudará a identificar más características de esta super-Tierra en particular.

“Las super-Tierras son fascinantes objetos por que no tienen ningún análogo en el sistema solar”, dice Armitage. “No tenemos una idea clara de como se formaron o incluso de lo que están hechas. Es un misterio que requiere datos más allá de la masa del planeta y el radio para resolverlo”.

Siguiendo adelante, Demory espera obtener más datos para mapear la luz infrarroja del planeta conforme completa una órbita alrededor de su estrella. Los resultados podrían iluminar las diferentes fases del planeta conforme circula la estrella, similar al creciente y menguante de la luna de la Tierra.

Seager dice que adicionalmente a estudiar el perfil físico de 55 Cancri e, las técnicas del grupo podrían ser adoptadas para encontrar otros exoplanetas en el universo – incluso, quizá, aquellos tan pequeños como la Tierra.

“Estamos yendo hacia planetas más y más pequeños con técnicas que ya están establecidas”, dice Seager. “Una vez que descubres uno, quieres encontrar más. Y hay mucho exoplanetas”.

La investigación está basada en observaciones hechas con el Telescopio Espacial Spitzer, que es operado por el Jet Propulsion Laboratory (JPL – Laboratorio de Propulsión de Jets) y el Instituto de Tecnología de California bajo un contrato con la NASA. Patrocinio para este trabajo fue proporcionado por la NASA a través de una beca dada por JPL/Caltech.

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http://web.mit.edu/ (en inglés)

Robots que revelan el funcionamiento interno de células en el cerebro

Robots energía células
Imagen: Boyden Lab

Un nuevo método ofrece una manera automatizada de grabar la actividad eléctrica dentro de las neuronas en el cerebro viviente.

Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).

Ganar acceso al funcionamiento interno de una neurona en el cerebro viviente ofrece una riqueza de información útil: sus patrones de actividad eléctrica, su forma, incluso un perfil de qué genes están activados en un momento dado. Sin embargo, alcanzar esta información es una tarea tan dolorosa que es considerada una forma de arte; es tan difícil de obtener que solo un pequeño número de laboratorios en el mundo lo practican.

Pero eso podría cambiar pronto: Investigadores en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) y Georgia Tech han desarrollado una manera de automatizar el proceso de encontrar y grabar información de neuronas en el cerebro humano. Los investigadores han mostrado que un brazo robótico guiado por un algoritmo computacional detector de células puede identificar y grabar de las neuronas en el cerebro viviente de un ratón con mejor precisión y velocidad que un experimentador humano.

El nuevo proceso automatizado elimina la necesidad de meses de entrenamiento y provee información buscada por mucho tiempo sobre las actividades de células vivientes. Usando esta técnica, científicos podrían clasificar los miles de diferentes tipos de células en el cerebro, mapear como se conectan una con la otra y encontrar cómo las células enfermas difieren de las células normales.

El proyecto es una colaboración entre los laboratorios de Ed Boyden, el profesor asociado de desarrollo de carreras de ingeniería biológica y ciencias cerebrales y cognitivas en el MIT, y Craig Forest, profesor asistente de ingeniería mecánica en Georgia Tech.

“Nuestro equipo ha sido interdisciplinario desde el comienzo, y esto nos ha permitido traer los principios de diseño de máquinas de precisión para apoyar el estudio del cerebro viviente”, dice Forest. Su estudiante graduado, Suhasa Kodandaramaiah, pasó los últimos dos años como estudiante visitante del MIT, y es el autor líder del estudio, que apareció en la edición del 6 de mayo de Nature Methods.

El método podría ser particularmente útil en estudiar enfermedades del cerebro como esquizofrenia, enfermedad de Parkinson, autismo y epilepsia, dice Boyden. “En todos los casos, una descripción molecular de una célula que está integrada con [sus] propiedades eléctricas y de circuito … ha sido elusiva”, dice Boyden, quien es un miembro del Laboratorio de Medios del MIT y el Instituto McGovern para Investigación del Cerebro. “Si realmente podemos describir cómo las enfermedades cambian moléculas en células específicas dentro del cerebro viviente, podría permitir que se encuentren drogas con una puntería más precisa”.

Automatización

Kodandaramaiah, Boyden y Forest se propusieron automatizar una técnica de 30 años de edad conocida como fijación de membranas de célula completa (whole-cell patch clamping), que involucra traer una pequeña pipeta de vidrio hueco en contacto con la membrana celular de una neurona, entonces abriendo un pequeño poro en la membrana para grabar la actividad eléctrica dentro de la célula. Esta habilidad usualmente toma varios meses aprender a un estudiante graduado o posdoctorado.

Kodandaramaiah pasó alrededor de cuatro meses aprendiendo la técnica de fijación de membrana manual, dándole una apreciación de su dificultad. “Cuando me volví razonablemente bueno en eso, pude sentir que aunque es una forma de arte, puede ser reducida a un conjunto de tareas y decisiones estereotipadas que podrían ser ejecutadas por un robot”, dijo.

Para ese fin, Kadandaramaiah y sus colegas construyeron un brazo robótico que baja una pipeta de vidrio en el cerebro de un ratón anestesiado con una precisión micrométrica. Conforme se mueve, la pipeta monitorea una propiedad llamada impedancia eléctrica – una medición sobre qué tan difícil le es a la electricidad fluir fuera de la pipeta. Si no hay células alrededor, la electricidad fluye y la impedancia es baja. Cuando la punta toca una célula, la electricidad no puede fluir tan bien y la impedancia sube.

La pipeta toma dos pasos micrómetricos, midiendo la impedancia 10 veces por segundo. Una vez que detecta una célula, puede parar instantáneamente, previniendo que atraviese la membrana. “Esto es algo que un robot puede hacer que un humano no puede”, dice Boyden.

Una vez que la pipeta encuentra una célula, aplica succión para formar un sello con la membrana de la célula. Entonces, el electrodo puede atravesar la membrana para grabar la actividad eléctrica interna de la célula. El sistema robótico puede detectar células con un 90 por ciento de precisión, y establecer una conexión con las células detectadas alrededor del 40 por ciento del tiempo.

Los investigadores también mostraron que su método puede ser usado para determinar la forma de la células inyectando un colorante; trabajan ahora en extraer los contenidos de la célula para obtener su perfil genético.

Karel Svoboda, un líder grupal en el Campus Janelia Farm del Instituto Médico Hughes, dice que cree que la tecnología será ámpliamente adoptada, ya que remueve las barreras que han prevenido a más investigadores de usar una grabación de fijación de membrana. “Los humanos pueden hacerlo tan bien como la máquina, pero es extremadamente aburrido para una persona. Te cansas, comienzas a cometer errores. El robot puede continuar”, dice Svoboda, quien no fue parte del equipo investigador.

El desarrollo de la nueva tecnología fue patrocinado principalmente por los Institutos Nacionales de la Salud, la Fundación Nacional de Ciencia y el Laboratorio de Medios del MIT.

Una nueva era para la robótica

Los investigadores trabajan ahora en aumentar el número de electrodos para poder grabar de múltiples neuronas a la vez, potencialmente permitiéndoles determinar como las diferentes partes del cerebro están conectadas.

También se encuentran trabajando con colaboradores para comenzar a clasificar los miles de tipos de neuronas encontradas en el cerebro. Esta “lista de partes” del cerebro identificaría neuronas no solo por su forma – que es el método más común de clasificación – sino también por su actividad eléctrica y su perfil genético.

“Si realmente quieres saber que es una neurona, puedes ver la forma, y puedes ver como dispara. Entonces, si sacas la información genética, realmente puedes saber que está ocurriendo”, dice Forest. “Ahora conoces todo. Ese es el cuadro completo”.

Boyden dice que el cree que esto es solo el comienzo de usar robots en la neurociencia para estudiar animales vivientes. Un robot como este podría potencialmente ser usado para entregar drogas en puntos apuntados en el cerebro, o para entregar vectores de terapia genética. El espera que también inspirará a neurocientíficos a perseguir otros tipos de automatización robótica – como en optogenética, el uso de luz para perturbar circuitos neurales apuntados y determinar el papel causal que juegan las neuronas en las funciones cerebrales.

La neurociencia es una de las pocas áreas de la biología en la que los robots todavía deben tener un gran impacto, dice Boyden. “El proyecto genoma fue hecho por humanos y un set gigantesco de robots que harían toda la secuencia del genoma. En la evolución dirigida o en biología sintética, los robots hacen mucha de la biología molecular”, dice. “En otras partes de la biología, los robots son esenciales”.

Otros coautores incluyen al estudiante graduado del MIT Giovanni Talei Franzesi y el posdoctorado del MIT Bian Y. Chow.

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http://web.mit.edu/(en inglés)

Objetivo: Bacterias resistentes a las drogas

Bacteria resistente  a drogas
Imagen: Aleks Radovic-moreno

Ingenieros diseñan nanopartículas que entregan altas dosis de antibióticos directamente a las bacterias.

Anne Trafton, News Office. Original (en inglés).

Durante las últimas décadas, los científicos han enfrentado desafíos en el desarrollo de nuevos antibióticos conforme las bacterias se vuelven más resistentes a las drogas existentes. Una estrategia que podría combatir dicha resistencia sería abrumar las defensas bacteriales usando nanopartículas altamente dirigidas para entregar grandes dosis de antibióticos existentes.

En un paso hacia esa meta, investigadores en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) y en el Hospital de Brigham and Women han desarrollado una nanopartícula diseñada para evadir al sistema inmune y hacer su casa en los sitios de infección, y entonces desatar un ataque de antibióticos enfocado.

Este acercamiento mitigaría los efectos secundarios de algunos antibióticos y protegería las bacterias benéficas que normalmente viven dentro de nuestros cuerpos, dice Aleks Radovic-Moreno, un estudiante graduado del MIT y autor líder de un artículo que describe las partículas en el diario ACS Nano.

El profesor del instituto Robert Langer del MIT y Omid Farokzhad, director del Laboratorio de Nanomedicina y Biomateriales en el Hospital Brigham and Women, son autores principales del artículo. Timothy Lu, un profesor asistente de ingeniería eléctrica y ciencia computacional, y los estudiantes del MIT Vlad Puscasu y Christopher Yoon también contribuyeron a la investigación.

Reglas de atracción

El equipo creó las nuevas nanopartículas de un polímero con una capa de polietilenglicol (PEG), que es usado comúnmente para la entrega de drogas porque no es tóxico y puede ayudar a las nanopartículas a viajar a través del torrente sanguíneo evadiendo detección por el sistema inmune.

Su siguiente paso fue inducir a las partículas a apuntar específicamente bacterias. Investigadores han tratado previamente de apuntar las partículas a las bacterias dándoles carga positiva, que las atrae a las paredes celulares cargadas negativamente de las bacterias. Sin embargo, el sistema inmune tiende a limpiar nanopartículas cargadas positivamente del cuerpo antes de que encuentren a las bacterias.

Para sobrepasar esto, los investigadores diseñaron nanopartículas carga-antibióticos que pueden cambiar su carga dependiendo de su entorno. Mientras que circulan en el torrente sanguíneo, las partículas tienen una ligera carga negativa. Sin embargo, cuando encuentran un sitio de infección, las partículas ganan una carga positiva, permitiéndoles pegarse a las bacterias y liberar su carga de droga.

Este cambio es provocado por el entorno ligeramente ácido que rodea a las bacterias. Los sitios de infección pueden ser ligeramente más acídos que el tejido normal del cuerpo si las bacterias que causan enfermedades se están reproduciendo rápidamente, agotando el oxígeno. La falta de oxígeno dispara un cambio en el metabolismo bacterial, llevándolas a producir ácidos orgánicos. Las células inmunes del cuerpo también contribuyen: Células llamadas neutrófilos producen ácidos conforme tratan de consumir a las bacterias.

Justo por debajo de la capa exterior de PEG, las nanopartículas contienen una capa sensible al pH hecha de largas cadenas del aminoácido histidina. Conforme el pH se reduce de 7 a 6 – representando un incremento en acidez – la molécula polihistidina tiende a ganar protones, dándole a la molécula una carga positiva.

Fuerza abrumadora

Una vez que las nanopartículas se pegan a bacterias, comienzan a liberar su carga de droga, que está incrustada en el núcleo de la partícula. En este estudio, los investigadores diseñaron las partículas para entregar vancomicina, usada para tratar infecciones resistentes a las drogas, pero las partículas podrían ser modificadas para entregar otros antibióticos o combinaciones de drogas.

Muchos antibióticos pierden su efectividad conforme la acidez aumenta, pero los investigadores encontraron que los antibióticos cargados por nanopartículas retuvieron su potencial mejor que los antibióticos tradicionales en un entorno ácido.

La versión actual de las nanopartículas liberan su carga de droga en uno o dos días. “No quieres nada más una pequeña ráfaga de droga, porque las bacterias pueden recuperarse una vez que la droga se ha ido. Quieres una liberación de droga extendida para que las bacterias sean golpeadas constantemente con altas cantidades de droga hasta que han sido erradicadas”, dice Radovic-Moreno.

Young Jik Kwon, un profesor asociado de ingeniería química y ciencia de materiales en la Universidad de California en Irvine, dice que las nuevas nanoportículas están bien diseñadas y podrían tener gran impacto potencial en tratar enfermedades infecciosas, particularmente en países en desarrollo. “La mayoría de la nanotecnología se ha enfocado en la entrega de drogas para cáncer u obtención de imágenes; no mucha gente ha mostrado interés en usar un acercamiento nanotecnológico para enfermedades infecciosas”, dice Kwon, quien no fue parte del equipo investigador.

Aunque se necesita más desarrollo, los investigadores esperan que las altas dosis liberadas por sus partículas podrían eventualmente ayudar a sobrepasar la resistencia bacterial. “Cuando las bacterias son resistentes a las drogas, no quiere decir que dejan de responder, significa que responden pero solo a más altas concentraciones. Y la razón por la que no puedes alcanzar esto clínicamente es porque los antibióticos a veces son tóxicos, o no se quedan en el sitio de la infección el suficiente tiempo”, dice Radovic-Moreno.

Un posible desafio: También hay células de tejido cargadas negativamente y proteínas en sitios de infección que pueden competir con las bacterias en pegarse a las nanopartículas y potencialmente bloquearlas de pegarse a las bacterias. Los investigadores están estudiando qué tanto podría esto limitar la efectividad de su nanopartícula de entrega. También están conduciendo estudios en animales para determinar si las partículas seguirán siendo sensibles al pH en el cuerpo y circularán por el tiempo suficiente para alcanzar sus objetivos.

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http://web.mit.edu/ (en inglés)

Una nueva técnica genera formas complejas y onduladas de forma precisa

Hidrogel
Hidrogel

Podría ayudar a mejorar la entrega de drogas y explicar patrones naturales desde dobleces cerebrales hasta pimientos.

Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).

Las propiedades flexibles de los hidrogeles – polímeros altamente absorbentes y gelatinosos que se encogen y expanden dependiendo de las condiciones ambientales como la humedad, el pH y la temperatura – los han hecho ideales para aplicaciones desde lentes de contacto a pañales de bebé y adhesivos.

En años recientes, los investigadores han investigado el potencial de los hidrogeles en la entrega de drogas, diseñándolos como vehículos cargadores de drogas que se rompen cuando son expuestos a cierto estímulo ambiental. Dicho vehículos pueden liberar lentamente sus contenidos de una manera controlada; incluso podrían contener más de un tipo de droga, liberada en momentos diferentes o bajo varias condiciones.

Sin embargo, es difícil predecir que tanto hidrogel se romperá, y hasta ahora ha sido difícil controlar la forma en la que un hidrogel se transforma. Nick Fang, un profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), dice que prediciendo cómo los hidrogeles se transforman podría ayudar en el diseño de sistemas más complejos y efectivos de entrega de drogas.

“¿Qué tipo de forma es más eficiente para fluir a través del flujo sanguíneo y pegarse a una membrana celular?” dice Fango. “Con el conocimiento apropiado de cómo se hinchan los geles, podemos comenzar a generar patrones a nuestro antojo”.

Fang y el posdoctorado Howon Lee, junto con colegas en la Universidad Estatal de Arizona, están estudiando la mecánica de hidrogeles que cambian de forma: buscando por relaciones entre la forma inicial de la estructura de un hidrogel, y el medio en el que se transforma, para poder predecir su forma final. En un artículo para Physical Review Letters, los investigadores reportan que ahora pueden crear y predecir formas complejas – incluyendo arrugas con formas de estrella y ondas – de hidrogeles.

Los hallazgos podrían proveer una base analítica para diseñar formas y patrones intrincados a partir de hidrogeles.

De PowerPoint a 3-D

Para crear varias estructuras de hidrogel, Fang y sus colaboradores usaron una configuración experimental que Fang ayudó a inventar en el 2000. En esta configuración, los investigadores proyectaron diapositivas de PowerPoint mostrando varias formas en un vaso de precipitados con hidrogel fotosensible, provocando que asumiera las formas mostradas en las diapositivas. Una vez que la capa de hidrogel se forma, los investigadores repitieron el proceso, creando otra capa de hidrogel encima de la primera y eventualmente construyendo hasta una estructura tridimensional en un proceso parecido a la impresión tridimensional.

Usando esta técnica, el equipo creó formas cilíndricas de varias dimensiones, suspendiendo las estructuras en líquido para observar como se transformaban. Todos los cilindros se transformaron en estructuras onduladas con forma de estrella, pero con diferencias características: cilindros cortos y anchos evolucionaron en estructuras con más arrugas, mientras que los cilindros altos y angostos se transformaron en estructuras menos arrugadas.

Fang concluyó que conforme el hidrogel se expande en el líquido, varias fuerzas actúan para determinar su forma final.

“Este tipo de estructura tubular tiene dos maneras de deformarse”, dice Fang. “Una es que puede doblarse, y otras es que puede abrocharse, o exprimirse. Así que estos dos modos compiten uno con el otro, y la altura dice qué tan duro es para doblarse, mientras que el diámetro dice qué tan fácil es estirarse”.

De sus observaciones, el equipo dibujó un modelo analítico representando la relación entre la altura inicial, diámetro y grosor de la estructura y su forma final. Fang dice que el modelo podría ayudar a los científicos a diseñar formas específicas para sistemas de entrega de drogas más eficientes.

Arrugándose naturalmente

Fang dice que los resultados del grupo también podrían explicar cómo patrones complejos son creados en la naturaleza. Menciona los pimientos – cuyas secciones medias pueden variar ampliamente en forma – como un caso de ejemplo: Pimientos pequeños y picantes tienden a ser triangulares en la sección media, mientras que pimientos más grandes tienen más forma de estrella y son ondulados. Fang especula que lo que determina la forma de un pimiento, y su número de ondas o arrugas, es su altura y diámetro.

Fang dice que el mismo principio podría explicar otras formas intricadas en la naturaleza – desde los pliegues en la corteza cerebral a arrugas en la yemas de los dedos y otros tejidos biológicos que “utilizan inestabilidad mecánica para crear una riqueza de patrones complejos”.

Katia Bertoldi, una profesora asistente de mecánica aplicada en la Universidad de Harvard, dice que los análisis de Fang permitirán a los científicos controlar la expansión y el colapso de dispositivos hechos de hidrogeles y otros materiales suaves.

“Lo que es notable es que hay una coincidencia entre la teoría y la experimentación”, dice Bertoldi. “Puedes usar estos cálculos para fabricar nuevos diseños como sistemas de entrega de drogas y robots suaves. El sistema realmente ofrece nuevos canales para el diseño de estos objetos altamente transformables”.

El equipo planea estudiar y predecir más formas de hidrogel en el futuro para ayudar a los científicos a diseñar vehículos de drogas que se transformen predeciblemente.

La investigación fue patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los Estados Unidos. Colaboradores de la Universidad Estatal de California incluyen a Jiaping Zhang y Hanquing Jiang.

Reimpreso con permiso de MIT News.

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Comparando manzanas y naranjas

Fruta

Un nuevo sensor puede medir con precisión la madurez de las frutas, ayudando a prevenir las pérdidas del producto por descomposición.

Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).

Cada año, los supermercados de los Estados Unidos casi pierden el 10 por ciento de sus frutas y vegetales por la descomposición, de acuerdo al Departamento de Agricultura. Para ayudar a combatir esas pérdidas, el profesor de química del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) Timothy Swager y sus estudiantes han construido un nuevo sensor que podría ayudar a los tenderos y a los distribuidores de comida a monitorear mejor su producto.

Los nuevos sensores, descritos en el diario Angewandte Chemie, pueden detectar pequeñas cantidades de etileno, un gas que promueve la madurez en las plantas. Swager visualiza los sensores baratos pegados a las cajas de cartón de productos y escaneados con un dispositivo manual que revelaría la madurez de los contenidos. De esa manera, los tenderos sabrían cuando poner ciertos artículos a la venta para moverlos antes de que se vuelvan demasiado maduros.

“Si podemos crear un equipo que ayude a las tiendas de comestibles a manejar las cosas con mayor precisión, y tal vez reducir sus pérdidas en un 30 por ciento, eso sería enorme”, dice Swager, el profesor de química de John D. MacArthur.

Detectando gases para monitorear el suministro de comida es una nueva área de interés para Swager, cuya investigación previa se ha enfocado en sensores para detectar explosivos o agentes de guerra química y biológica.

“La comida es algo para lo que es realmente importante crear sensores, y vamos tras de la comida en el sentido amplio”, dice Swager. También está detrás de monitores que puedan detectar cuando la comida se vuelve mohosa o desarrolla crecimiento de bacterias, pero como su primer objetivo, eligió el etileno, una hormona de las plantas que controla la madurez.

Las plantas secretan cantidades variantes de etileno a través de su proceso de maduración. Por ejemplo, los plátanos seguirán verdes hasta que liberen el suficiente etileno para comenzar el proceso de maduración. Una vez que la maduración comienza, más etileno es producido, y la maduración se acelera. Si ese plátano amarillo perfecto no es comido en la cima de su madurez, el etileno lo volverá café y aguado.

Los distribuidores de fruta tratan de alentar este proceso manteniendo los niveles de etileno muy bajos en sus bodegas. Dichas bodegas emplean monitores que usan cromatografía de gas o espectroscopia de masa, que separa los gases y analiza su composición. Estos sistemas cuestan alrededor de $1,200 dólares cada uno.

“Justo ahora, es la única vez que la gente monitorea el etileno en estas enormes instalaciones, porque el equipo es muy caro”, dice Swager.

Detectando la madurez

Fundado por la Oficina de Investigación del ejército de los Estados Unidos a través del Instituto para Nanotecnologías del Soldado del MIT, el equipo del MIT construyó un sensor que consiste de un arreglo de decenas de miles de nanotubos de carbono: hojas de átomos de carbono enrolladas en cilindros que actúan como “supercarreteras” para el flujo eléctrico.

Para modificar los tubos para detectar gas etileno, los investigadores agregaron átomos de cobre, que sirven como “topes” (Nota del traductor: Con esto me refiero a los resaltes) para alentar los electrones fluyendo. “Cada vez que pones algo en estos nanotubos, estás haciendo topes, porque estás tomando este sistema perfecto y prístino y le estás poniendo algo”, dice Swager.

Los átomos de cobre ralentizan los electrones un poco, pero cuando el etileno está presente, se une a los átomos de cobre y alenta los electrones aún más. Midiendo qué tanto se alentan los electrones – una propiedad también conocida como resistencia – los investigadores pueden determinar qué tanto etileno está presente.

Para hacer el dispositivo aún más sensible, los investigadores añadieron pequeñas cuentas de poliestireno, que absorben etileno y lo concentran cerca de los nanotubos de carbono. Con su última versión, los investigadores pueden detectar concentraciones de etileno tan bajas como 0.5 partes por millón. La concentración requerida para la maduración de la fruta usualmente es entre 0.1 y una parte por millón.

Los investigadores probaron sus sensores en varios tipos de fruta – plátanos, aguacates (palta), manzanas, peras y naranjas – y fueron capaces de medir precisamente su madurez al detectar qué tanto etileno secretaban las frutas.

El autor líder del artículo describiendo los sensores es Birgit Esser, un posdoctorado en el laboratorio de Swager. El estudiante graduado Jan Schorr también es un autor del artículo.

John Saffell, el director técnico en Alphasense, una compañía que desarrolla sensores, describe el acercamiento del equipo del MIT como rigoroso y enfocado. “Este sensor, si es diseñado e implementado correctamente, podría reducir significativamente el nivel de descomposición de la fruta durante el envío”, dice.

“En cualquier momento dado, hay miles de contenedores de carga en los mares, transportando fruta y esperando que llegue a su destino con el grado correcto de madurez”, añade Saffell, quien no estuvo involucrado en esta investigación. “Sistemas analíticos caros pueden monitorear la generación de etileno, pero en el negocio tan dependiente de los costos que es el envío, no son económicamente viables para la mayoría de la fruta enviada”.

Swager ha aplicado por una patente de la tecnología y espera comenzar una compañía para comercializar los sensores. En trabajos futuros, planea agregar un chip de identificación por radio-frecuencia (RFID – radio-frequency identification) al sensor para poder comunicarse inalámbricamente con un dispositivo manual que mostraría los niveles de etileno. El sistema podría ser extremadamente barato – alrededor de 25 centavos por el sensor de nanotubo de carbono más otros 75 centavos por el chip RFID, estima Swager.

“Esto podría hacerse con electrónicos realmente baratos, con casi nada de energía”, dice.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

La NASA prueba el Mars Roving en el desierto de Mojave

NASA pruebas Mojave
Imagen: NASA/JPL-Caltech

Miembros del equipo de la misión Mars Science Laboratory de la NASA tomaron un vehículo de prueba rover para las dunas de Dumont en el desierto Mojave de California esta semana para mejorar el conocimiento de la mejor manera de operar un vehículo similar a Curiosity, que actualmente vuela a Marte para un aterrizaje en agosto.

El vehículo de prueba que pusieron a través de pasos en varias pistas de arena tiene una versión a gran escala del sistema de movilidad de Curiosity, pero es simplificado para que pese casi lo mismo en la Tierra como Curiosity, que pesará menos en la gravedad de Marte.

La información recopilada en estas pruebas con el viento a favor y en contra de las dunas serán utilizadas por el equipo del rover en la toma de decisiones acerca de la conducción de Curiosity en dunas cerca de una montaña en el centro del cráter de Gale.

Primero, sin embargo, la nave espacial del Mars Science Laboratory (Laboratorio Científico de Marte), lanzada el 26 de noviembre de 2011, debe poner a Curiosity de forma segura sobre el suelo. El aterrizaje seguro en Marte no está garantizado, y su misión utilizará métodos innovadores para aterrizar el vehículo más pesado de cargas útiles de manera precisa en la más pequeña área objetivo nunca antes intentada en Marte. Avances en el aterrizaje de cargas más pesados, más precisamente son pasos hacia eventuales misiones humanas a Marte.

Curiosity está en camino para aterrizar la noche del 5 de agosto de 2012, PDT (temprano el 6 de agosto, en Tiempo Universal y EDT) para empezar una misión primaria de dos años. El plan de los investigadores para utilizar Curiosity es estudiar las capas del Monte Sharp en el montículo central del cráter Gale. La misión investigará si la zona ofrece un entorno favorable para la vida microbiana.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una división del Instituto Tecnológico de California en Pasadena, dirige la misión para el Directorio de Misiones Científicas de la NASA, en Washington.

Fuente
http://www.nasa.gov/ (en inglés)

Imágenes de la Osa Mayor por la nave espacial Juno de la NASA

Osa Mayor
Imagen: Tecnocápsulas

En Estados Unidos se conoce como el “Gran Cucharon”, en Inglaterra el “Arado”, en Alemania, el “Gran Carro” y en Malasia los “Siete Arados”. Desde que la humanidad volvió sus ojos hacia el cielo, las siete estrellas del hemisferio norte que componen la Osa Mayor han sido una introducción de bienvenida y familiar a los cielos.

“Recuerdo cuando era un niño haciendo una línea imaginaria desde las dos estrellas que forman el lado derecho del cuenco de la Osa Mayor y extendiéndola hacia arriba para encontrar la Estrella del Norte”, dijo Scott Bolton, investigador principal de la misión de la NASA Juno a Júpiter desde el Southwest Research Institute en San Antonio. “Ahora, la Osa Mayor me está ayudando a asegurarme de que la cámara a bordo de Juno está lista para hacer su trabajo”.

Lanzada el 5 de agosto de 2011, la nave espacial de energía solar Juno está en los 279 días y 380 millones de millas (612 millones de kilómetros) de su viaje a Júpiter de cinco años y 1,905 millones de millas (3,065 millones de kilómetros). Una vez ahí, la nave orbitará los polos del planeta 33 veces y utilizará sus nueve instrumentos para la imagen y sondeará debajo de la cubierta de nubes oscuras del gigante gaseoso para aprender más acerca de los orígenes de Júpiter, la estructura, la atmósfera y magnetósfera, y buscar un potencial núcleo planetario sólido.

Uno de esos instrumentos, JunoCam, se encarga de tomar acercamientos de la atmósfera del gigante gaseoso. Pero, con cuatro años y medio por recorrer antes de que los fotones de la luz de Júpiter primero llenen su CCD (charge-coupled device), y un deseo de certificar la cámara durante el vuelo, los planificadores de la misión Juno tomaron una página de su infancia y el 21 de marzo, apuntaron su cámara en un punto de referencia celeste familiar.

“No sé si es la primera imagen desde el espacio de la Osa Mayor, pero, ya que fue tomada cuando estabamos mucho más allá de la órbita de Marte, es probablemente la más lejana”, dijo Bolton. “Pero mucho más importante que eso es el simple hecho de que JunoCam, al igual que el resto de esta misión, funciona como se anuncia y está lista para su día bajo el sol – alrededor de Júpiter”.

La imagen de prueba JunoCam de la Osa Mayor, está disponible en: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA15653
El nombre de Juno viene de la mitología griega y romana. El dios Júpiter dibujó un velo de nubes alrededor de sí mismo para esconder su maldad, y su esposa, la diosa Juno, fue capaz de mirar a través de las nubes y revelar la verdadera naturaleza de Júpiter.

El Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California, dirige la misión Juno para el investigador principal, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. La misión Juno es parte del programa Nuevas Fronteras gestionado en el Centro Marshall de Vuelo Espacial en Huntsville, Alabama. JunoCam fue desarrollada y es operada por Malin Space Science Systems en San Diego. Lockheed Martin Space Systems, de Denver, construyó la nave. JPL es una división del Instituto Tecnológico de California en Pasadena.

Fuente
http://www.nasa.gov/ (en inglés)

Dinámica de la sinapsis inhibidora y exitadora en el cerebro

Sinapsis dynamics
Imagen: Len Rubenstein

El cerebro se adapta al entorno en parte por modificar y reacomodar persistentemente las diversas conexiones sinápticas entre neuronas. Estos cambios incluyen fortalecer o debilitar vínculos existentes, así como formar y eliminar sinapsis – ajustes a largo plazo que son requeridos para el aprendizaje y la memoria.

David Vaughn – Picower Institute for Learning and Memory. Original (en inglés).

Debido a que las sinapsis exitadoras en neuronas exitables están localizadas en pequeñas protusiones llamadas espinas dendríticas, estudios tempranos usaron dinámica de espina dendrítica para monitorear el remodelado de sinapsis exitadoras en vivo. Sin embargo, la falta de sustitutos morfológicos para sinapsis inhibidoras ha impedido su observación, y aunque la interacción entre transmisión exitadora e inhibidora mantiene un papel crítico en la plasticidad del cerebro, la incapacidad de monitorear la dinámica de la sinapsis inhibidora ha hecho imposible el examinar cómo corresponden con los cambios exitadores.

La entrada sensorial impacta la actividad sináptica

Un nuevo estudio hecho en conjunto por Elly Nedivi, del Instituto Picower para el aprendizaje y la memoria, sus estudiantes Jerry Chen y Katherine Villa del Departamento de Biología, y sus colegas Jae Won Cha y Peter So del Departamento de Ingeniería Mecánica en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), así como el colaborador Yoshiyuki Kubota del Instituto Nacional para las Ciencias Fisiológicas en Japón, caracteriza la distribución de sinapsis inhibidoras a lo largo de las neuronas del cerebro y muestra que están divididas en dos poblaciones, una en espinas dendríticas adyacentes a una sinapsis exitadora, la otra en un eje dendrítico. Entonces midieron ellos la kinética del remodelado de las dos poblaciones durante experiencias sensoriales normales y alteradas.

Los investigadores monitorearon simultáneamente sinapsis inhibidoras y espinas dendríticas a lo largo de las neuronas del cerebro usando microscopía de dos fotones de color doble en alta resolución. Sus hallazgos indican que las espinas inhibidoras y las sinapsis en el eje responden diferente durante experiencias sensoriales visuales normales y alteradas, y cuando las sinapsis inhibidoras y las espinas dendríticas de neuronas de la corteza son reacomodadas, se encuentran agrupadas, basadas en la información sensorial. Este trabajo apareció en la revista Neuron el mes pasado, el 26 de abril.

Hasta ahora, la distribución de las sinapsis inhibidoras en las células dendritas se estimaba por medio de medidas de densidad volumétricas. El nuevo estudio del MIT, sin embargo, demuestra distribución uniforme de sinapsis inhibidoras del eje – contra las sinapsis en la espina, las que son lo doble de abundantes a lo largo de dendritas apicales distales. La distribución diferencial de la espina inhibidora y las sinapsis en el eje podría reflejar su influencia en la integración de la entrada de calcio desde varias fuentes.

Distinciones kinéticas y de agrupamiento entre tipos de sinapsis

El equipo investigador también descubrió que ambos tipos de sinapsis son dinámicos, pero las sinapsis de la espina inhibidora son cuatro veces más dinámicas que sus contrapartes del eje. La privación monocular (MD – Monocular deprivation), un paradigma visual para la plasticidad, resultó en una pérdida significativa pero transitoria de sinapsis inhibidoras de la espina durante los primeros dos días de MD, mientras que la pérdida de sinapsis del eje persistieron por al menos cuatro días. Esto demuestra el impacto de la experiencia sensorial alterada y la distinción kinética entre las dos poblaciones de sinapsis.

Después, los científicos buscaron evidencia de agrupamiento local entre cambios sinápticos exitadores e inhibidores durante la experienca visual normal al realizar análisis en sinapsis inhibidoras y espinas dinámicas y estables. Encontraron que los cambios en sinapsis inhibidoras ocurren en proximidad cercana a espinas dendríticas dinámicas comparado con las espinas estables, y los cambios en las espinas dendríticas ocurren en proximidad cercana a las sinapsis inhibidoras dinámicas comparado con las estables. Los investigadores también demostraron que este patrón de agrupamiento entre sinapsis inhibidoras dinámicas y espinas dendríticas era reforzado por MD.

Los investigadores también probaron que el porcentaje de espinas dinámicas y sinapsis inhibidoras agrupadas en respuesta al MD es significativamente más alto de lo que podría esperarse basado simplemente en una presencia incrementada de sinapsis inhibidoras dinámicas. “Esto sugiere que mientras que el MD en general no cambia la tasa de rotación espinal en neuronas de la corteza, lleva a una mayor coordinación de estos eventos con dinámicas de sinapsis inhibidoras cercanas”, explica Nedivi.

Nuevos descubrimientos revelan impacto potencial en la memoria de largo plazo

La habilidad de los investigadores del MIT de distinguir entre sinapsis inhibidoras en la espina y en el eje dan una nueva perspectiva en la dinámica de la sinapsis inhibidora en la corteza visual adulta. Las pérdidas de sinapsis inhibidoras que ocurren durante experiencias visuales alteradas, notadas arriba, son consistentes con encuentros de que la privación visual produce un período de desinhibición en la corteza visual.

Adicionalmente, los resultados de este estudio del MIT proveen evidencia de que la plasticidad dependiente en experiencia en el cerebro es un proceso altamente orquestado, integrando cambios en conectividad exitadora con la eliminación activa y la formación de sinapsis inhibidoras. Esto arroja nueva luz en la importancia de coordinar los circuitos exitadores e inhibidores para ayudar a promover la memoria de largo plazo.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)