La UAI, Hubble, Lemaître y la expansión del Universo

Publicado en el Blog de Martín Monteiro.
Léelo completo en su sitio: https://fisicamartin.blogspot.com/2018/12/la-uai-hubble-lemaitre-y-la-expansion.html

En 1928, el presidente de la Unión Astronómica Internacional, Willem de Sitter, destacado físico y astrónomo, en un gesto de no poca arrogancia le negó la palabra al físico belga Georges Lemaître. Dijo no tener tiempo “para atender a un físico teórico sin pretensiones ni credenciales internacionales apropiadas.”
Noventa años después, la misma institución, la Unión Astronómica Internacional, en un gesto de humildad democrática decidió sugerir, en una suerte de justicia histórica, que la hasta ahora conocida como “ley de Hubble,” una de las leyes fundamentales de la cosmología moderna, que refiere a la expansión del universo, sea desde ahora mencionada como “ley de Hubble-Lemaître”.
Nuestro gran astrónomo Julio Ángel Fernández, en una nota reciente dice al respecto:
“Hubble gozaba de gran prestigio en la poderosa comunidad de cosmólogos y astrofísicos estadounidenses, quienes comenzaron a referirse en sus trabajos a “la Ley de Expansión de Hubble”, dejando de lado al menos conocido Lemaître. Dicen los autores Helge Kragh y Robert W Smith que el relato científico tiende a condensarse en una figura cuasi mítica, el héroe, único responsable de un descubrimiento o una ley, y desprecia cualquier contribución de colegas menos privilegiados por trabajar en centros periféricos o de menor relevancia. Estos héroes no están en cualquier lugar: suelen trabajar en los centros científicos más importantes y gozar de gran reputación académica. Si la historia es escrita por los vencedores, el relato científico es escrito por quienes se encuentran en esos centros de excelencia, que a su vez fabrican sus propios héroes, que recibirán todo tipo de distinción, desde premios Nobel hasta epónimos de descubrimientos. Este es sin duda el caso de Hubble, que se encumbró sobre sus contrincantes, que fueron relegados al olvido, para pasar a ser considerado el padre de la teoría de la expansión del universo, mote excesivo e injusto con otros actores, en particular Lemaître. La resolución de la UAI rescata la figura de este último de las sombras del tiempo para darle nueva luz, y de esta forma repara una injusticia histórica.”

 

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INTELIGENCIA ARTIFICIAL ¿AL ALCANCE?

Publicado en Revista Persea .
Léelo completo en su sitio: https://revistapersea.com/ciencia-sociedad/inteligencia-artificial-al-alcance/

Inti Suárez Unos pocos años atrás, el libro de Cathy O ́Neill, Weapons of Math Destruction, abrió fuego sobre la creciente cantidad de decisiones tomadas por algoritmos de computadoras. La creciente capacidad computacional de nuestros años ha aumentado exponencialmente la oferta de software basado en inteligencia artificial, también diseñado para resolver situaciones de relevancia social. La pregunta…

Científico uruguayo estudia en EE.UU patología vascular del grupo de las enfermedades raras

Publicado en SobreCiencia.
Léelo completo en su sitio: https://www.sobreciencia.uy/cientifico-uruguayo-estudia-en-ee-uu-patologia-vascular-del-grupo-de-las-enfermedades-raras/

En Uruguay habría unos 600 casos de Telangiectasia Hemorrágica Hereditaria (HHT).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Santiago Ruiz hizo la licenciatura en ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias de la Udelar y su maestría y doctorado a través del Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas (PEDECIBA). Trabajó en el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE), con el doctor Rafael Cantera.

Luego, la carrera científica lo llevó a realizar un posdoctorado en el extranjero, más precisamente en el Feinstein Institute for Medical Research, Manhasset, en Nueva York, Estados Unidos (EE.UU).

Ruiz visitó los estudios de Radio Uruguay para hablar con SobreCiencia durante su visita al país para participar en una jornada académica sobre la enfermedad denominada Telangiectasia Hemorrágica Hereditaria (HHT, en inglés), considerada una de las enfermedades raras.

Como son enfermedades raras, los números son chicos, son bajos, y conseguir fondos, recursos y personal capacitado, es muy difícil. Esta es una enfermedad vascular que ataca la célula endotelial, la que forma los vasos sanguíneos. Por distintos motivos estos vasitos no siguen su camino natural, se mueven distinto y provocan malformaciones arteriovenosas. Estas malformaciones se pueden generar en distintos órganos del cuerpo y causar un daño muy grande en órganos muy importantes. Es una enfermedad genética y se han identificado muchas mutaciones en distintos genes, hay dos mutaciones que definen los subtipos a nivel de la patología HHT”, explicó.

Santiago contó que actualmente en el laboratorio trabajan con modelos in vitro, utilizando distintos tipos de células que cultivan y testean, y también con modelos en in vivo, más específicamente con ratones. Agregó que en Uruguay serían unos 600 los casos de personas que sufren esta enfermedad, de los cuáles cerca de un 10% son monitoreados.

Lo mío es investigación básica, cómo ocurre, cómo se genera, la formación de la patología. Sabemos que uno de los mecanismos fundamentales, es el mecanismo implicado en la formación de vasos sanguíneos”, señaló.

Nosotros generamos un modelo de investigación para que los efectos generados fueran muy similares o idénticos a los que ocurren en los seres humanos. A partir de ahí, el camino es tratar de buscar drogas para bloquear estos mecanismos o tratar de revertir la situación y tratar de ver cuáles son las vías de entrada para que la patología se desarrolle. Hoy tenemos varias publicaciones sobre esto y estamos testeando drogas. Básicamente tratamos a los ratones con las drogas. Los ratones tienen esta patología y podemos ver si se recuperaron o no”, detalló.

Respecto a la posibilidad de volver a trabajar a Uruguay, Ruiz dijo que se fue con la idea de volver y que la toma de decisiones depende mucho de las oportunidades que vayan apareciendo. Reconoció que si bien han mejorado mucho las oportunidades para los científicos de nuestro país. La diferencia entre la inversión en ciencia que se hace en Europa o EE.UU y Uruguay es abismal.

Nosotros siempre tenemos un ojo puesto en Uruguay, obviamente que depende de la situación personal, de la vida de cada uno, pero creo que somos muchos a los que nos gustaría pegar el retorno”, concluyó.

Texto: Alexandra Perrone

Entrevista: Gustavo Villa

Foto: Web Radio Uruguay


 

En el IIBCE estudian adulterantes de la pasta base de cocaína y su acción en el sistema nervioso central

Publicado en SobreCiencia.
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En más de 300 muestras incautadas se ha encontrado fenacetina, un fármaco prohibido por sus efectos cancerígenos.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Marcela Martínez es investigadora del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE) y hace más de diez años trabaja en el Departamento de Neuroquímica. También ocupa un cargo técnico en química analítica en el Departamento de Neurofarmacología Experimental del Instituto.

Sus primeras líneas de investigación apuntaban a estudiar la potencialidad de distintos productos naturales con capacidad antioxidante, como por ejemplo, la marcela.

Mi trabajo de maestría fue testear cómo llegaban al cerebro los compuestos de la marcela, y nos sorprendió la capacidad oxidativa de sus componentes. La planta tiene una cantidad de compuestos que hace que sean más solubles y puedan atravesar más fácil la barrera hematoencefálica. La parte de la planta que tiene los componentes activos, es la flor”, expresó.

La científica contó a SobreCiencia que si bien en el Instituto se continúa trabajando en las propiedades de la marcela, actualmente su tesis de doctorado se enfoca en la investigación de los adulterantes de la pasta base de cocaína y su acción en el sistema nervioso central.

Además de trabajar en el Departamento de Neuroquímica, tengo un cargo de técnico de química analítica, que me vinculó con el Departamento de Neurofarmacología Experimental y con la investigadora Cecilia Scorza, que viene estudiando la composición de la pasta base hace muchos años”, dijo Martínez.

La hipótesis de nuestra línea de trabajo en este caso, es que la mayor adicción de pasta base con respecto a la cocaína, es debida a dos grandes diferencias: la vía de administración y los adulterantes”, agregó

En el caso de la pasta base es la vía inhalatoria pulmonar que hace que los compuestos lleguen más rápido al sistema nervioso central, ejerzan su acción, pero también desaparezcan más rápido. Entonces, el individuo necesita tener varias dosis en el día para mantener el efecto. Y la otra diferencia, la composición, son los adulterantes, que son compuestos que se agregan para estirar el volumen o para aumentar el poder psicoestimulante, y hasta ahora todos los compuestos que hemos visto tienen esta capacidad”, detalló.

Martínez aclaró que después de tanto tiempo de investigación, suponen que existe un conocimiento específico de la persona que adultera la muestra.

Se creyó por mucho tiempo que podía ser veneno de rata, vidrio molido, pero nosotros no hemos encontrado nunca esas cosas”, subrayó.

La experta contó que antes del año 2014 el laboratorio tenía acceso a pocas muestras de pasta base de cocaína, alrededor de veinte, en las que encontraban como principal adulterante a la cafeína. Agregó que a partir de dicho año, y tras un acuerdo con la Comisión Interamericana para el Control del Abuso de Drogas (Cicad), dependiente de la OEA; pudieron acceder a más de 300 muestras.

El compuesto adulterante que más se destacó en este grupo de muestras fue la fenacetina, un fármaco precursor del paracetamol, un analgésico ya retirado y prohibido en el mercado por ser cancerígeno, y por provocar metahemoglobinemia. La metahemoglobinemia es una enfermedad que rompe el transporte de oxígeno a la célula y provoca la muerte por asfixia.

Este compuesto aparecía en el 90% de las muestras y en un porcentaje mayor al 30%. Los científicos del Clemente Estable aún no tienen la respuesta de por qué teniendo tantas propiedades tóxicas, la fenacetina se incluye como adulterante de la pasta base.

Nuestro principal propósito es poder brindar a los clínicos un biomarcador, algún precursor temprano en sangre que pueda indicar la aparición de metahemoglobinemia o de afección renal o pulmonar, problemas que causa la pasta base y pueden llegar a ser decisivos a la hora de decirle al paciente ‘esta droga que estas consumiendo tiene este producto que te está causando esto’. También a la hora de tomar decisiones terapéuticas, de indicar fármacos que son metabolizados vía renal o hepática, porque a una persona afectada por la droga, el tratamiento puede resultar aún más tóxico”, concluyó.

Texto: Alexandra Perrone

Entrevista: Gustavo Villa


Interfaz cerebro-computadora – la nueva tecnología en aumento

Publicado en Sinápticas.
Léelo completo en su sitio: https://sinapticas.com/2018/12/10/interfaz-cerebro-computadora-la-nueva-tecnologia-en-aumento/

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Leandro Castelluccio

(Imagen de portada tomada de: link)

Una interfaz cerebro-computadora o ICC es una vía de comunicación directa entre un cerebro mejorado o conectado y un dispositivo externo. Estos pueden ser invasivos en forma de electrodos implantados directamente en el cerebro o no invasivos a través de un EEG, por ejemplo, que lee las ondas cerebrales eléctricas en nuestro cuero cabelludo que se traducen en comandos que ejecuta un hardware y software externo.

Puede ver el siguiente video para una introducción sobre el tema: link

Como se muestra en el video, la ICC se puede utilizar para una variedad de cosas, como ayudar a las personas con discapacidades físicas a adaptarse mejor mediante el uso de una mano robótica controlada por la mente, o usa la ICC en juegos para ejecutar diferentes comandos, o para controlar otro hardware externo, como un avión no tripulado (consulte el siguiente video).

Aparte de estos ejemplos, la tecnología permite muchas aplicaciones en diferentes campos que aún no se han explorado.

Un desarrollo reciente en ICCha sido la creación de dispositivos EEG portátiles que se conectan a una computadora, tableta o teléfono inteligente a través de Bluetooth, como el que se vio en el video anterior, que realmente puede expandir el desarrollo de aplicaciones dada esta conectividad, como también el bajo costo que presentan, sumado a las cualidades no invasivas del dispositivo.

(Ejemplo de dispositivos EEG portátiles, de izquierda a derecha: EmotivInsight, NeuroskyMuse)

Uno de los elementos básicos del funcionamiento del cerebro reside en la sinapsis. Este es el punto donde las señales eléctricas de una neurona generan efectos eléctricos en otra. El inicio de un potencial de acción, por ejemplo, el que permite transmitir impulsos nerviosos y que es la base del funcionamiento cerebral a nivel de la neurona, requiere la apertura de canales de iones de sodio en el montículo del axón de la neurona. En este nivel, los fenómenos dependen de las propiedades físicas y químicas y de las características de las estructuras biológicas en juego. Para desencadenar un potencial de acción, se debe superar un cierto umbral de activación gracias a la acción de potenciales graduados que se agregan temporal y espacialmente, proporcionados por las conexiones con otras neuronas. Para que la actividad ocurra en estas últimas, deben ocurrir los mismos fenómenos (Kandel, Schwartz, & Jessel, 2001). Estos dispositivos EEG explotan esta propiedad eléctrica del cerebro. Las neuronas emiten señales eléctricas, que implica que el potencial (voltaje) a través de sus membranas celulares cambia cuando los canales de la membrana se abren y los iones bajan sus gradientes electroquímicos.

Sinapsis(imagen tomada de:link)

Existen diferentes formas de medir la actividad cerebral, todas pueden clasificarse según la resolución temporal, la resolución espacial y la invasividad:

(Figura adaptada de Churchland & Sejnowski, 1988)

El método clásico de monitoreo electrofisiológico registra la actividad eléctrica del cerebro, que es principalmente no invasivo, con electrodos colocados a lo largo del cuero cabelludo, aunque a veces se usan electrodos invasivos, como en la electrocorticografía. Asociados al uso de EEG, tenemos potenciales relacionados con eventos que investigan las fluctuaciones potenciales, el tiempo bloqueado a un evento como el inicio de estímulo o la pulsación de un botón. Además, el contenido espectral de EEG, que analiza el tipo de oscilaciones neuronales (popularmente llamadas “ondas cerebrales”) que se pueden observar en las señales de EEG en el dominio de la frecuencia.

El EEG refleja la actividad neural a gran escala, produciendo pequeños dipolos eléctricos que se transducen a través del cráneo. Sin embargo, esta actividad eléctrica es increíblemente pequeña y debe ser amplificada miles de veces.

Además del uso en investigación, el EEG se usa generalmente en contextos clínicos para aplicaciones de diagnóstico, como en el caso de la epilepsia, que causa anomalías en las lecturas de EEG. También en trastornos del sueño, profundidad de la anestesia, coma, encefalopatías y muerte cerebral. También es un método de diagnóstico de primera línea para tumores, accidentes cerebrovasculares y otros trastornos cerebrales focales, pero este uso ha disminuido con el advenimiento de las técnicas de imagen anatómica de alta resolución, como la resonancia magnética (RM) y la tomografía computarizada (TC).

A pesar de la resolución espacial limitada, el EEG sigue siendo una herramienta valiosa para la investigación y el diagnóstico. Es una de las pocas técnicas móviles disponibles y ofrece una resolución temporal de milisegundos que no es posible con TC, PET o RM. Los derivados de la técnica de EEG, como los potenciales evocados (PE), son útiles, lo que implica promediar el tiempo de la actividad del EEG con la presentación de un estímulo de algún tipo (visual, somatosensorial o auditivo). Los potenciales relacionados con eventos (ERP en inglés), por otro lado, se refieren a las respuestas promediadas del EEG que están limitadas en el tiempo a un procesamiento más complejo de los estímulos; esta técnica se utiliza en ciencia cognitiva, psicología cognitiva e investigación psicofisiológica. Los ERP se pueden recopilar a lo largo de la vida. Esto tiene implicaciones para obtener mediciones tempranas y objetivas en lugar de tardías y subjetivas de sensibilidad sensorial y cognitiva. Los participantes no tienen que estar escuchando activamente, por ejemplo, para grabar un ERP auditivo significativo. Esto tiene implicaciones para evaluar la actividad neuronal en el cerebro en reposo, el coma y otros estados similares. Los ERP auditivos (y visuales) también pueden evaluarse bajo diferentes condiciones de carga de tareas e intención. Esto podría ayudarnos a descubrir los procesos de memoria y atención. 

Los nuevos dispositivos portátiles suelen tener menos electrodos, pero tienen la ventaja de una configuración rápida, sin la necesidad de usar geles y estar en un laboratorio, son mucho más baratos, se pueden usar en diferentes escenarios y se conectan de forma inalámbrica a una computadora, por ejemplo. Algunos de estos dispositivos, como mencionamos anteriormente, son el EmotivNeuroskyMuse. El dispositivo de Muse, por ejemplo, se vende como una herramienta de meditación junto con una aplicación móvil que proporciona una retroalimentación auditiva del estado de ánimo de una persona, lo que nos da indicaciones de cuándo estamos tranquilos o mentalmente dispersos y más ansiosos.

(Un hombre usando Muse para meditación, imagen tomada de link)

Tras una revisión de la literatura académica reciente sobre el tema, se pueden encontrar múltiples estudios que validen el uso de los EEG portátil para diversos propósitos. Los avances recientes en el área incluyen la creación de Neuralink, una firma de electrodos cerebrales creada por el empresario Elon Musk, que busca desarrollar ICC. Además, Facebook ha comenzado recientemente a desarrollar en el área, centrándose en ICC para mecanografía y audición con la piel.Un área que está experimentando con ICC es la realidad virtual (RV), donde las personas están trabajando para controlar escenarios de RV con la mente. La precisión de estos dispositivos está creciendo, hasta el punto de que el EEG de bajo costo ahora se puede usar para reconstruir imágenes de lo que se ve.

Referencias

Churchland, P. S., & Sejnowski, T. J. (1988). Perspectives on cognitive neuroscience. Science242(4879), 741-745.

Kandel, E. R, Schwartz, J. H. & Jessel,T. M.(2001). Principios de Neurociencia. Madrid: McGraw-Hill.