sábado, 31 de enero de 2015
NANOTECNOLOGÍA PARA DESCONTAMINAR EL AGUA
Investigadores utilizan la nanociencia para descontaminar
agua
La
contaminación del agua es un problema que aqueja a un gran número de
comunidades en Chile. Esta situación se presenta especialmente en el norte,
donde el agua se mezcla con metales pesados y metaloides, como el arsénico y el
plomo, llegando a niveles que superan lo permitido por la Organización Mundial
de la Salud (OMS).
Utilizando
nanopartículas de hierro de valencia cero (nZVI), investigadores del Centro
para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (Cedenna), liderados
por el académico del Departamento de Física, Dr. Samuel Baltazar, identificaron
las características de la contaminación del agua con el arsénico, con miras a
optimizar su proceso de limpieza.
Mediante
un proyecto Conicyt de Inserción a la Academia, los investigadores buscaron
parámetros destinados a mejorar la eficiencia de la adsorción de diferentes
elementos, tales como arsénico, a través de nanopartículas de hierro, en este
caso, observando de manera particular el pH, el cual presenta una mayor
capacidad de adsorción en condiciones ácidas (pH 4.0). “En el laboratorio,
replicamos como se presenta este metaloide naturalmente en zonas de Chile,
determinando la relación entre el pH del líquido contaminado con la
concentracion de arseniato As(V), y el tiempo de contacto en que las
nanopartículas de hierro absorben el arsénico”, destaca el Dr. Baltazar. Estos
resultados han mostrados ser superiores a los obtenidos con otros productos
comerciales actualmente disponibles.
Uno
de los resultados de este estudio es el artículo “Reordenamiento superficial de
nanopartículas de Fe de valencia cero: el papel de pH y sus implicaciones en la
cinética de adsorción de arseniato”, publicado en la revista Environmental
Technology.
El
proyecto consistió “en sintetizar, caracterizar y aplicar sistemas
nano-estructurados a diversas problemáticas de la sociedad. En particular nos
enfocamos en la utilización de estos sistemas muy pequeños con excelentes
propiedades de adsorción de elementos trazas, para solucionar problemas
medioambientales a gran escala”, explica el Dr. Baltazar.
Este
estudio, próximo a cumplir cuatro años, se gestó de manera interdisciplinaria
entre físicos y químicos de la U. de Santiago, donde destacan la participación
de la Dra. Dora Altbir, el Dr. Nicolás Arancibia y la Dra. María Angélica
Rubio. A ellos se suma la colaboración internacional del Dr. Aldo Romero de la
Universidad del Oeste de Virginia, y de la Dra. Alejandra García de la
Universidad de Texas, Estados Unidos.
En
el marco de esta investigación, también se desarrolló un estudio del plomo como
contaminante del agua, comprobándose que era posible su remoción usando hierro.
A diferencia del arsénico, en el laboratorio replicaron agua contaminada con
plomo como resultado de la intervención del ser humano. También se encontró una
relación entre el pH y la remoción del metal pesado, cuyos resultados de
capacidad de remoción fueron optimizados. El siguiente paso es conseguir apoyo
de la industria para avanzar en la investigación aplicada.
“Las
nanoestructuras ya se utilizan ampliamente en diferentes áreas, como la
biología y electrónica. Creo que estamos en un momento en que tenemos
suficientes herramientas para hacer una real contribución en la solución de
problemas ambientales usando nanotecnología. Hemos comenzado a ver aplicaciones
concretas de la nanotecnología, sin embargo, esto recién esta comenzando, por
lo que tenemos la oportunidad de hacer una gran contribución a su desarrollo”,
señala el Dr. Baltazar.
lunes, 26 de enero de 2015
viernes, 23 de enero de 2015
TEIXOBACTINA EL ANTIBIÓTICO QUE REVOLUCIONARÁ EL MUNDO DE LA MEDICINA
TEIXOBACTINA, EL ANTIBIÓTICO QUE PODRÍA REVOLUCIONAR LA
MEDICINA
Antes
de que la Teixobactina pueda ser usado en humanos es necesario comprobar que
efectivamente no hay efectos secundarios en los ratones curados. Lo interesante
de este nuevo antibiótico es que es muy poco probable que las bacterias se
vuelvan resistentes a él.
Durante mucho tiempo, uno de los principales problemas fue que las bacterias se vuelvan resistentes a los antibióticos. Si bien en un comienzo el funcionamiento era bueno, eventualmente van aprendiendo sobre los antibióticos hasta lograr que no los afecte. Es por eso que este nuevo tipo de antibiótico resulta muy interesante para la medicina, aunque tiene un origen extraño: es creado a través del suelo donde hay bacterias.
Se crea usando como base las bacterias que viven en la mugre, y ha demostrado ser eficaz por lo menos en ratones que se han curado sin problemas. Todavía no ha sido probado en humanos, y todavía falta un tiempo para que esté disponible.
Teixobactina, el nuevo antibiótico
Antes de que pueda ser usado en humanos es necesario comprobar que efectivamente no hay efectos secundarios en los ratones curados. Lo interesante de este nuevo antibiótico es que es muy poco probable que las bacterias se vuelvan resistentes a él. Hasta el momento no se había estudiado este método porque los microbios que producen la cura no pueden crecer en el laboratorio. Esto puede llevar a formas naturales de curar enfermedades complicadas como el cáncer.
Las pruebas en humanos serán recién dentro de dos años, cuando se termine de analizar la repercusión en la salud de los ratones. El período de prueba en humanos tardará varios años, y aunque los resultados sean positivos, todavía tomará mucho tiempo después de testeada para llegar al mercado. Es probable que deba ser suministrada por una inyección, y no por vía oral.
Esperanzas en el futuro
Luego de que las bacterias se volvieran resistentes a los antibióticos, los científicos se pusieron a buscar desesperadamente posibles curas. Aunque este nuevo método es interesante, todavía falta tiempo para su aprobación. Los ratones no siempre reaccionan de la misma manera a este tipo de antibióticos, por lo que es muy pronto para cantar victoria.
Muchos de los componentes naturales que sirven para crear antibióticos no pueden crearse en laboratorios. Sin embargo, este equipo de científicos ha encontrado una forma, levantando algo de suelo de un sitio específico y poniéndolo en un equipamiento especializado. Luego, ese mismo equipamiento se coloca en una caja con parte de ese suelo donde se tomó la muestra. Es una manera de engañar a la bacteria para que forme colonias y los científicos puedan investigarla sin problemas.
Aunque la teixobactina es la droga que mejor ha funcionado, hay otras 25 que están siendo probadas. Entre las enfermedades que puede curar están la tuberculosis y la gonorrea, aunque hay otras que probablemente también sean curadas.
lunes, 19 de enero de 2015
viernes, 16 de enero de 2015
EL MAPEO CEREBRAL
¿En
qué consiste un mapeo cerebral?
Las
técnicas para obtener imágenes del cerebro han alcanzado gran
precisión gracias a la neurotecnología moderna. Hoy en día es más fácil
detectar afecciones como epilepsia, cáncer o enfermedad de Alzheimer a
través de mapas cerebrales que nos permiten conocer el funcionamiento
de tan importante órgano.
El mapeo
cerebral incorpora tanto formas invasivas (sin incisión quirúrgica alguna)
como no invasivas para visualizar la función eléctrica del cerebro y
representarla gráficamente.
¿Para
qué sirven los mapas cerebrales?
La
evolución en las investigaciones sobre el cerebro ha dado grandes
saltos a partir de 1968, cuando se logró obtener la primera imagen de
diagnóstico no invasiva del órgano rector del sistema nervioso. Los rayos X
revolucionaron la Medicina haciendo posible ver a detalle las vías sanguíneas y
corteza del cerebro.
Sin
embargo, en aquel entonces era inconcebible observar regiones internas y
estructuras relacionadas con alteración de movimientos y trastornos del sueño,
la conducta o el aprendizaje; mucho menos detectar con exactitud algún tumor y
la manera en que afectaba las zonas cercanas.
Por
fortuna, los detallados estudios de mapeo cerebral han evolucionado y
gracias a ello ha sido más fácil conocer las redes neuronales que conforman al
cerebro, determinar su funcionamiento y diagnosticar anomalías cerebrales como:
Tumor. Conjunto
de células que crecen de forma anormal o desordenada; pueden ser benignos o
malignos (causantes del cáncer). En ocasiones destruyen el tejido cerebral o lo
comprimen, causando lesiones que se manifiestan con pérdida de memoria,
vértigo, mareo, ceguera parcial, alteraciones de la conducta y del sueño,
problemas para hablar y mala coordinación de movimientos.
Enfermedad
vascular cerebral o ictus. Interrupción parcial o total de la
irrigación de sangre y oxígeno a una región del cerebro, debido a la ruptura u
obstrucción de las vías sanguíneas. En muchas ocasiones desencadena pérdida de
funcionamiento de la zona afectada (infarto cerebral, también llamado accidente
cerebrovascular). Es potencialmente mortal, y para su atención se requieren
nítidas imágenes del cerebro que permitan distinguir la magnitud del
problema.
Enfermedad
de Alzheimer. Padecimiento que se distingue por deterioro de funciones
mentales como reflexión, juicio, memoria, concentración y capacidad de
aprendizaje. Los médicos recurren a los estudios de mapeo cerebral para
determinar su gravedad o descartar otras posibles causas de estos síntomas,
como la presencia de un tumor.
Epilepsia. Trastorno
caracterizado por la tendencia a sufrir convulsiones debidas a un “corto
circuito” en los impulsos eléctricos del cerebro. Los sistemas para obtener mapas
cerebrales pueden señalar la presencia de pequeñas cicatrices en la masa
encefálica, mismas que son responsables del problema.
Meningitis. Infección
de los tejidos que protegen al cerebro y médula espinal (meninges) a causa de
bacterias o virus. Cuando el problema persiste por mucho tiempo (meningitis
crónica) se requiere observar el estado de la masa encefálica para determinar
el daño que sufre o descartar que los síntomas que genera se deban a
tumoraciones.
Esclerosis
múltiple. Enfermedad del sistema nervioso que se caracteriza por la
destrucción de la sustancia que cubre a los nervios (mielina). Puede generar,
entre otros síntomas, debilidad en extremidades, movimiento sin coordinación,
pérdida de equilibrio, entumecimiento, dolor facial y visión borrosa.
Hipoxia
cerebral. Falta de suministro de oxígeno en alguna región de la materia
gris; las técnicas de mapeo cerebral, junto con otras pruebas que
determinan la eficiencia del sistema circulatorio, ayudan a reconocer la causa
y a discernir posibles daños.
Enfermedad
de Huntington. Padecimiento hereditario que inicia en la edad adulta y se
caracteriza por generar sacudidas ocasionales y pérdida gradual de neuronas,
por lo que también hay deterioro de las funciones mentales (memoria y
razonamiento).
Hidrocefalia. Acumulación
excesiva de agua dentro del cráneo debido a la sobreproducción de líquido
cerebroespinal, o bien, cuando su circulación se ve obstaculizada. La obtención
de imágenes del cerebro permite identificar su causa exacta.
Atetosis. Movimientos
involuntarios que generan posturas poco habituales, generalmente en manos y
pies; se suelen acompañar de sacudidas rítmicas (coreas) y pueden estar
asociadas a enfermedad de Sydenham (daño neuronal por complicación en el
tratamiento de infecciones bacterianas en la infancia) o de Huntington.
Esquizofrenia. Enfermedad
psiquiátrica en la que se alteran el comportamiento, la personalidad y los
pensamientos del paciente, quien se siente perseguido y pierde la noción de la
realidad. La observación de imágenes ha permitido saber que existen anomalías
cerebrales estructurales, como ensanchamiento de ciertas regiones y
disminución en el tamaño de otras. Además, se ha descubierto que el
funcionamiento de algunas redes neuronales es más lento de lo normal.
Estudios
de mapeo cerebral
Todos
estos padecimientos pueden recibir tratamiento preciso y acorde a las
necesidades de cada paciente gracias a sofisticadas pruebas, como son:
Tomografía
computarizada (TC). Sistema que analiza varias radiografías mediante
una computadora, la cual genera imágenes en alta resolución, semejantes a
cortes anatómicos del cerebro (como si fueran “rebanadas”). No genera molestia
alguna, salvo que la persona debe permanecer inmóvil durante el procedimiento.
Con este sistema, además de detectar muchos tipos de anomalías cerebrales y
espinales, se puede monitorear la efectividad de los tratamientos.
Resonancia
magnética (RM). Se realiza colocando la cabeza o el cuerpo del
paciente en un espacio reducido donde el cráneo y médula se someten a intenso
campo magnético que no representa riesgos. La calidad de las imágenes obtenidas
es excelente y sus resultados son más efectivos que los de la tomografía
computarizada para detectar trastornos graves, como enfermedad vascular
cerebral, tumores cerebrales, malformaciones o esclerosis múltiple.
Entre
sus inconvenientes están su precio elevado y la lentitud de la obtención de
imágenes (de 10 a 45 minutos), además de que está contraindicada en individuos
que utilizan respirador, sufren claustrofobia o son portadores de marcapasos
cardiaco o prótesis metálicas.
Ecoencefalografía. Obtención
de imágenes producidas por los ecos de ondas sonoras en el cerebro de niños
menores de 2 años, de manera similar a como actúa un radar. Se trata de un
procedimiento sencillo, indoloro y relativamente barato, útil para detectar
hidrocefalia y hemorragias generadas en accidentes. Las exploraciones por
tomografía o resonancia magnética han sustituido a la
ecoencefalografía en niños mayores y adultos, por ser más precisas.
Tomografía
por emisión de positrones (TEP). Método de medicina nuclear que utiliza
una sustancia radiactiva, la cual se inyecta en la sangre que se desplaza hasta
las estructuras cerebrales, desde donde emite ligera radiación que es capturada
por una cámara que mide la actividad neuronal. La técnica revela las partes del
cerebro que presentan mayor reacción cuando se realiza alguna actividad concreta
(observar, recordar, realizar cálculos matemáticos) y aporta información acerca
de epilepsia, tumores e infartos.
Tomografía
computarizada por emisión de fotón único (TCEFU).Otro sistema que se vale
de sustancia radiactiva que se inhala o inyecta, a fin de que la sangre la
conduzca hasta el cerebro, desde donde emite información sobre su
funcionamiento, así como del trabajo de venas y arterias. Su uso ha disminuido,
pues no es tan precisa ni específica como la TEP.
Angiografía
cerebral o arteriografía. Se utiliza para detectar anomalías en las vías
sanguíneas, tales como bolsas en una arteria (aneurismas), inflamación
(arteritis), malformaciones y obstrucción de vasos sanguíneos. Se inyecta una
sustancia contrastante y visible en las radiografías, a fin de que se muestre
el patrón del flujo sanguíneo en placas tomadas con rayos X.
Ecografía
Doppler. Mide principalmente el flujo sanguíneo, permitiendo valorar el
riesgo de padecer enfermedad vascular cerebral. Muestra en una imagen con
distintos colores cuáles son las velocidades en la circulación de la sangre; es
indolora y relativamente barata.
Mielografía. Radiografía
con medio de contraste que permite valorar tumores cancerosos y anormalidades
en el interior de la columna vertebral. Ha sido reemplazada por la resonancia
magnética, que proporciona mayor detalle, es más sencilla y segura.
Electroencefalografía (EEG). Aunque
no arroja imágenes del cerebro, su uso es común, ya que su finalidad es
crear gráficas sobre la actividad eléctrica de este órgano. Resulta muy útil
para detectar alteraciones eléctricas asociadas a epilepsia, aunque en
ocasiones se requiere de monitoreo prolongado (24 horas) para obtener
información específica y detallada.
Potenciales
evocados. Otra forma más sensible de mapas cerebrales. Se utiliza
particularmente para conocer la respuesta del cerebro ante estímulos externos
provenientes de vista, oído y tacto. Sirve para revelar una afectación del
nervio óptico (encargado de transportar señales del ojo al cerebro) en una
persona con esclerosis múltiple, mientras que en una conepilepsia puede
mostrar la presencia de posible descarga eléctrica anormal en el momento en que
realiza una respiración profunda y rápida.
Magnetoencefalografía
(MEG). Permite saber con gran precisión cuál es la relación entre las
estructuras de la masa encefálica y sus funciones, y gracias a que trabaja con
materiales muy sensibles (superconductores o materiales que permiten la
conducción de electricidad con baja o nula resistencia) es capaz de captar la
actividad de los campos magnéticos producidos por el cerebro, los cuales son
muy débiles.
Ha
demostrado su efectividad para elaborar diagnóstico de epilepsia, enfermedad
de Alzheimer, esclerosis múltiple, mal de Parkinson, esquizofrenia,
dislexia y trastornos del lenguaje y la memoria. Asimismo, cuando hay tumores
permite obtener información sumamente detallada que sirve para que el cirujano
actúe de manera más efectiva y sin dañar tejidos cercanos.
Investigaciones
sobre el cerebro, en evolución
La
preparación para realizarse estudios de mapeo cerebralgeneralmente abarca
el aseo de cabello con jabón neutro, no secarlo con secadora ni usar productos
químicos sobre él. Sin embargo, si existen otro tipo de requisitos como
privación de sueño o suspensión de medicamentos, el médico responsable los
indicará previamente.
Todos
estos sistemas se encuentran en constante mejoría, de modo que su precisión es
cada vez mayor. Gracias a esto será posible pensar en nuevos descubrimientos y
métodos diagnósticos que beneficiarán notablemente la salud del ser humano.
viernes, 9 de enero de 2015
LOS PREMIOS NOBEL
LOS PREMIOS NOBEL
El Premio Nobel (En Nobelpriset en noruego, Nobelprisen) es
un galardón internacional que se otorga anualmente para reconocer a
personas que hayan llevado a cabo investigaciones, descubrimientos o
notables contribuciones a la humanidad en el año inmediatamente
anterior.
Los premios se instituyeron
en 1895 como última voluntad de Alfred Nobel, industrial sueco, entregándose
por primera vez en 1901 —y hasta la actualidad— en las categorías de Física, Química, Fisiología
o Medicina,Literatura y Paz. En 1968 se estableció
también el relacionado Premio en Ciencias Económicas en memoria de Alfred
Nobel.
La Real Academia de las
Ciencias de Suecia es la encargada de nombrar al ganador del Premio Nobel
de Física, del Premio Nobel de Química y del Premio en Ciencias Económicas en
memoria de Alfred Nobel; la Asamblea del Nobel del Instituto
Karolinska elige al ganador del Premio Nobel de Medicina y la Academia
Sueca nombra al ganador del Premio Nobel de Literatura. Todos ellos
se entregan en una ceremonia celebrada cada 10 de diciembre en Estocolmo, Suecia El
Premio Nobel de la Paz, en cambio, es elegido por el Comité Noruego del Nobel
y se entrega en la ciudad de Oslo, en Noruega.
Los distintos premios se
entregan cada año. Cada laureado recibe una medalla de oro, un diploma y
una suma de dinero determinada por la Fundación Nobel, que en 2013 ascendió
a los 8 millones de coronas suecas, unos 874 mil euros.
El premio no puede ser
otorgado póstumamente, a menos que el ganador haya sido nombrado antes de su
defunción; y si el premio es compartido, la cuantía de dinero se dividirá entre
los ganadores, que no podrán ser más de tres.
domingo, 4 de enero de 2015
DRONES PARA LA AGRICULTURA
DRONES PARA LA AGRICULTURA
Investigadores
de la Universidad Estatal de Míchigan (MSU) están usando su primer vehículo
aéreo no tripulado para ayudar a los agricultores a maximizar los rendimientos
mediante la mejora de la gestión del nitrógeno y del agua y la reducción del
impacto ambiental como la lixiviación de nitratos o de las emisiones de óxido
nitroso.
Para
esta iniciativa, el UAV de la MSU mide como los cultivos reaccionan al estrés
producido por factores como la sequía, la deficiencia de nutrientes o las
plagas. El avión no tripulado vuela sobre el campo para documentar su estado,
llegando a descender a centímetros del mismo. El retrato da a los agricultores
detalles sobre la salud actual de sus cultivos.
Armados
con este conocimiento, los agricultores pueden identificar rápidamente las
áreas problemáticas y abordarlas con la precisión de un rifle, en lugar del
enfoque de escopeta, dijo Bruno Basso, científicos de la MSU.
“Cuando
uno tiene un corte en la piel y necesita desinfectante, no se sumerge en una
piscina de desinfectante sino que se lo aplica sólo donde lo necesita y en la
cantidad que sea estrictamente necesaria”, dijo Bruno, quien también es
profesor de la Estación Biológica Kellog . “En lugar de cubrir todo el campo
con fertilizante, se puede aplicar exactamente donde se necesita. Básicamente,
tratamos de hacer lo correcto, en el lugar correcto, en el momento adecuado”.
El
drone tiene tres sensores: un radiómetro de alta resolución, una cámara térmica
que se utiliza para controlar la temperatura central y la hidratación, y un
escáner láser que mide la altura de la planta individual en centímetros. A
diferencia de los aviones tripulados, el avión no tripulado puede volar a
altitudes bajas (menos de 100 metros) y en la mayoría de las condiciones
meteorológicas, siempre que no haya mucho viento, cubre un patrón pre
programado en piloto automático y proporciona datos más precisos de una manera
efectiva en cuanto a costos. “El UAV es como una placa de rayos X “, dijo
Basso. ” Antes de que podamos diagnosticar el problema, tenemos que recoger la
mayor cantidad de detalles. ” La respuesta a la luz varía entre las plantas en
función de su salud. A través de combinaciones de las bandas de reflectancia
espectral, los investigadores pueden determinar la fuente principal de del
estrés de las plantas, tales como el agua o el nitrógeno.
Con
los rayos X en la mano, Basso, que forma parte de la Iniciativa Global del Agua
de la MSU, puede conectar los datos en el modelo informático SALUS (Sistema
para la Sostenibilidad del Uso del Suelo o System Approach for Land-Use
Sustainability). SALUS es una herramienta de nueva generación para pronosticar
los cultivos, el suelo, el agua y las condiciones nutricionales de los climas
actuales y futuros. También se puede evaluar la rotación de cultivos, fechas de
siembra, el riego y el uso de fertilizantes y los rendimientos de los cultivos
de los proyectos y su impacto en la tierra.
La
combinación de aviones no tripulados y SALUS permite a los agricultores a
maximizar sus esfuerzos de una manera sostenible. Se pueden distinguir las
plantas que necesitan agua o nitrógeno, y tratar en particular – en vez de la
totalidad de su ámbito – de inmediato. “Se basa en la necesidad real, no en la
tradición, no en la historia o un plan recomendado por alguien más”, dijo
Basso. “Es lo que las plantas necesitan ahora y es el último en la sostenibilidad.”
Esto no es teoría científica tampoco. Esto es lo que está sucediendo en los
propios campos de los agricultores, que juega en términos de beneficio por
hectárea y la preservación de su medio ambiente.
“Hay
que usar la tecnología para ayudar a mejorar la vida de las personas”, dijo
Basso. “La combinación de UAV y SALUS es poderosa y accesible.” La
implementación para ayudar a los agricultores es el uso inaugural del drone de
la MSU. Basso está abierto a compartir con los demás y colaborar en nuevas
investigaciones. El potencial de los drones aún no se ha maximizado, dijo. La
investigación de Basso es financiado en parte por la Fundación Nacional de
Ciencia.
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