martes, 30 de marzo de 2010

Plantas que no "ven", plantas que no crecen


Arabidopsis thaliana Pese a estar expuestas a la luz, las plantas sin fitocromos no llegaron a germinar.
Es sabido que para crecer, las plantas necesitan agua, luz y nutrientes. Sin embargo lo que se desconocía hasta el momento -o por lo menos no se sabía con absoluta certeza- es que para garantizar su germinación, es crucial que las plantas puedan no sólo utilizar la energía de la luz sino también la información que ésta les brinda.
Éste fue el hallazgo de un equipo de investigadores argentinos que logró separar lo que es la utilización de la luz por parte de la planta como fuente de energía de su utilización como fuente de información.
Según descubrieron los expertos, los sensores de la planta, que llevan el nombre de fitocromos y son los encargados de dar información sobre la calidad de luz disponible y sobre si ubicación se localiza en la luz o en la sombra, son esenciales para su desarrollo.
Este descubrimiento, así como cualquier avance en el estudio de los fitocromos, dicen los científicos, puede contribuir a optimizar la productividad de los cultivos.

Planta modelo

Las plantas usan la luz como fuente de energía par la fotosíntesis, pero lo que nuestro trabajo dice es que si las plantas no saben que hay luz, no pueden usarla
Pablo Cerdán, líder del equipo de investigadores
Los científicos del Instituto Leloir, en Buenos Aires, Argentina, llegaron a esta conclusión eliminando los cinco fitocromos de la Arabidopsis, una planta de la que ya se ha trazado el genoma y que por sus características se utiliza como modelo en los procesos de investigación.
Al dejarla sin estos pigmentos sensores que absorben la luz roja, los científicos pudieron ver que la planta, pese a estar expuesta a la luz, no germinaba.
"Las plantas usan la luz como fuente de energía par la fotosíntesis, pero lo que nuestro trabajo dice es que si las plantas no saben que hay luz, no pueden usarla", le dijo a BBC Mundo Pablo Cerdán, líder del equipo de investigadores.
"Sabíamos que las plantas respondían a la luz, pero nadie había logrado antes una condición en la que se puede dar energía lumínica pero no información, ya que estas dos cosas están en la luz".
"Esto, nos permitió entender que la fuente de información no es importante, sino esencial para el desarrollo de la planta", añadió el científico.

Evitar la competencia

Equipo de investigadores del Instituto LeloirEl equipo logró eliminar, por primera vez, los cinco fitocromos de la Arabidopsis.
La relevancia del descubrimiento cobra sentido, en términos prácticos, en el campo de la agricultura.
Las plantas utilizan los fitocromos para saber si están rodeadas de otras plantas. A partir de esta información, si tienen que competir por la luz con otros especímenes, elongan el tallo, que crece más delgado para volcarse más fácilmente, y dan menos semillas, para evitar que otras plantas compitan por la luz con ella.
Ésta es la respuesta natural de las plantas.
"Pero como en un campo agrícola no nos interesa que las plantas compitan entre sí, si conocemos el funcionamiento de los fitocromos, podemos utilizarlos para mejorar la productividad de las mismas, ya sea mediante el mejoramiento clásico o mediante la ingeniería genética", señaló Cerdán.

HACIA UN DETECTOR DE EMOCIONES DE LOS BEBES


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Psicología
Lunes, 29 de Marzo de 2010 08:21
Los intercomunicadores para vigilar bebés desde otra habitación podrían, en el futuro, indicar a los padres qué expresa su retoño con ese llanto, de forma que los progenitores sabrán con seguridad si su hijo tiene hambre, dolor, sueño, o necesita que le cambien los pañales. Un equipo de científicos japoneses ha desarrollado un programa informático estadístico que puede analizar el llanto de un bebé.
Como saben los padres, los bebés tienen un método muy ruidoso de revelar su mal estado emocional: llorar. Desafortunadamente, el manual de crianza de los hijos no ofrece una guía sobre cómo determinar el significado del llanto. Los padres algunas veces aprenden con la experiencia que el llanto de su bebé puede ser ligeramente diferente dependiendo de su causa, por ejemplo hambre o malestar.
 El problema fundamental para desarrollar un detector de emociones para el llanto de un bebé es que éste no puede confirmar verbalmente lo que significa su llanto. Varios investigadores han tratado de clasificar las emociones de los niños muy pequeños basándose en el análisis de los patrones de llanto, pero han tenido poco éxito hasta ahora.
 Tomomasa Nagashima, del Departamento de Ciencias de la Computación e Ingeniería de Sistemas, en el Instituto de Tecnología Muroran en Hokkaido, y sus colaboradores han empleado una estrategia de reconocimiento de patrones de sonido que usa un análisis estadístico de la frecuencia del llanto y otros parámetros acústicos, para clasificar diferentes tipos de llanto.
 Los investigadores luego fueron capaces de correlacionar los diferentes espectros de audio registrados con estados emocionales de un bebé confirmados por sus padres. En sus pruebas, se usaron grabaciones de bebés llorando que padecían de un trastorno genético doloroso, para diferenciar el llanto por dolor de otros tipos de llanto.
 El equipo de Tomomasa Nagashima alcanzó una tasa de éxito del 100 por cien en una validación para clasificar los llantos por dolor y los debidos a otras causas más comunes.
 La nueva técnica algún día podría ser incorporada a dispositivos electrónicos portátiles para ayudar a los padres o a los cuidadores a decidir qué hacer cuando el bebé está llorando.
Scitech News

EL CEREBRO PROCESA POR SEPARADO EL INICIO Y EL CESE DE UN SONIDO

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Neurología
Lunes, 29 de Marzo de 2010 08:24
Un equipo de investigadores de la Universidad de Oregón ha aislado un canal de procesamiento independiente de sinapsis en el interior de la corteza auditiva del cerebro, que se ocupa específicamente de desactivar el procesamiento de los sonidos en los momentos apropiados. Tal regulación es vital para la audición y para comprender el lenguaje hablado.

Foto: U. Oregon

El descubrimiento contradice una suposición que se ha tenido por válida desde hace mucho tiempo, la de que la señalización de la aparición de un sonido y la señalización de la extinción del mismo son manejadas por la misma vía neuronal. El nuevo hallazgo, que apoya a una teoría en auge, según la cual un conjunto separado de sinapsis es responsable de la señalización del cese de un sonido, puede conducir a nuevas terapias, orientadas de manera específica a uno u otro conjunto de sinapsis. También podrían verse beneficiados algunos dispositivos para personas con problemas auditivos.  Para realizar la investigación, Michael Wehr, Ben Scholl y Xiang Gao monitorizaron en ratas la actividad de las neuronas y sus sinapsis mientras exponían los animales a ráfagas de sonidos de milisegundos de duración, con el fin de detectar sus respuestas cerebrales al inicio de cada sonido y también al final del mismo. Probaron varias duraciones y frecuencias de sonidos en una serie de experimentos.
 Resultó claro, según comprobaron los investigadores, que un conjunto de sinapsis respondía de manera muy fuerte a la aparición de los sonidos, en tanto que otro grupo diferente de sinapsis respondía al brusco cese de tales sonidos. No hubo superposición de los dos conjuntos de sinapsis. El final de un sonido no afectó a la respuesta frente a un nuevo sonido. Esto confirma la sospecha de la existencia de canales de procesamiento separados.
 Tal como señala Wehr, ser capaces de percibir con eficacia cuándo cesan los sonidos es muy importante para el procesamiento del lenguaje hablado. Uno de los problemas verdaderamente difíciles en el habla, aunque a la mayoría de la gente le pueda resultar difícil de creer, es percibir los límites entre las diferentes partes de las palabras. No se sabe muy bien cómo el cerebro consigue hacerlo.
 Lo descubierto en este nuevo estudio puede resultar útil para los terapeutas que trabajan con niños que sufren de déficit en el lenguaje hablado y en el aprendizaje, y también para el diseño de audífonos e implantes cocleares.
Scitech News

lunes, 29 de marzo de 2010

SEÑALES CEREBRALES MAS POTENTES AL USAR UNA INTERFACE CEREBRO-MAQUINA


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Neurología
Lunes, 29 de Marzo de 2010 08:27
Utilizar las señales cerebrales para controlar teclados, robots o dispositivos protésicos es un área activa de la investigación médica. Ahora, un equipo de investigadores en la Universidad de Washington ha completado un análisis de señales en la superficie cerebral de varias personas mientras éstas ejecutaban movimientos imaginarios para controlar un cursor. Los resultados muestran que ver a un cursor responder a nuestros pensamientos induce señales cerebrales más fuertes que las generadas en la vida cotidiana.

Foto: University of Washington

Los culturistas adquieren músculos mayores de lo normal levantando pesas. A la luz de lo descubierto en el nuevo estudio, parece ser que algo similar sucede con la mente: Las personas que interactúan durante un tiempo suficiente con un ordenador, usando para ello una interface mente-máquina, acaban siendo capaces de generar señales cerebrales más potentes que las de las personas normales. Y los primeros resultados llegan muchísimo antes que con el culturismo.  "Usando estas interfaces, los pacientes crean poblaciones superactivas de células cerebrales", señala Kai Miller, del equipo de investigación.
 El hallazgo promete ayudar a la rehabilitación de pacientes que han sufrido derrames cerebrales u otros daños neurológicos. También sugiere que un cerebro humano podría volverse rápidamente experto en manipular un dispositivo externo como la interfaz de un ordenador o un dispositivo protésico.
 El equipo de expertos en computación, físicos, fisiólogos y neurocirujanos estudió a ocho pacientes que esperaban ser sometidos a una cirugía inminente para tratarles sus problemas de epilepsia en dos hospitales de Seattle. Los pacientes tuvieron electrodos pegados a la superficie de sus cerebros durante la semana de la cirugía y consintieron en participar en la investigación que analizaría la conexión de cerebros a ordenadores.
 Los investigadores primero registraron los patrones cerebrales cuando los sujetos realizaban varias acciones físicas.
 Luego, los científicos registraron los patrones cerebrales cuando los sujetos se imaginaban realizando las mismas acciones. Estos patrones eran similares a los patrones de las acciones reales pero mucho más débiles, como se esperaba por lo descubierto en estudios anteriores.
 Finalmente, los investigadores analizaron las señales cuando los sujetos se imaginaban realizando la acción y esas señales cerebrales eran usadas para mover un cursor hacia un objetivo en la pantalla de un ordenador.
 Después de menos de diez minutos de práctica, las señales cerebrales de los movimientos imaginarios se volvieron significativamente más fuertes que las emitidas cuando los sujetos estaban realizando los movimientos físicos.
 Rajesh Rao también ha intervenido en el estudio.
Scitech News

jueves, 25 de marzo de 2010

Possible new human ancestor found in Siberia

WASHINGTON (Reuters) –

Genetic material pulled from a pinky finger bone found in a Siberian cave shows a new and unknown type of pre-human lived alongside modern humans and Neanderthals, scientists reported on Wednesday.
The creature, nicknamed "Woman X" for the time being, could have lived as recently as 30,000 years ago and appears only distantly related to modern humans or Neanderthals, the researchers reported.
"It really just looked like something we had never seen before," Johannes Krause of the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig, Germany, told a telephone briefing.
"It was a sequence that looked something like humans but really quite different."
Writing in Nature, Krause and colleagues said they sequenced DNA from the mitochondria, a part of the cell, which is passed down virtually intact from a woman to her children. They compared it to DNA from humans, Neanderthals and apes.
The sequence indicates the hominin's line diverged about a million years ago from the line that gave rise to both humans and Neanderthals and that split about 500,000 years ago.
That makes it younger than Homo erectus, the pre-human that spread out of Africa to much of the world about 1.9 million years ago.
"It is some new creature that has not been on our radar screen so far," said Svaante Paabo, a colleague of Krause's who specializes in analyzing ancient DNA.
And it would have lived near to both modern humans and Neanderthals. "There were at least three ... different forms of humans in this area 40,000 years ago," Paabo said.
Krause and Paabo are careful not to name the creature a new species just yet. They are now working to sequence nuclear DNA -- the DNA that makes up most of the genetic code, which will tell a great deal more about "Woman X".
NEW SCIENCE OF EVOLUTION
The genetic sequence tells scientists little about what the creature would have looked like or whether it interacted with other humans living in the Altai mountains of Siberia, where the pinky finger bone was found.
The work, done using a DNA sequencer made by Illumina Ltd, suggests a new way is opening to identify the ancestors of humanity. Krause and Paabo had only a tiny fragment of bone to work with and cannot reconstruct a skeleton in the time-honored manner of most paleontologists.
But there may be more there. The cold, dry conditions of the Altai mountains preserve the DNA. Stone tools also have been found in the area, as well as the bones of woolly mammoths but only tantalizing fragments of human bone and teeth.
Researchers have sequenced DNA from mammoths frozen in Siberia and the same team has sequenced DNA from Neanderthals.
Paabo and Krause said it is theoretically possible the creature is related to another potential third species of human -- Homo floresiensis, nicknamed "hobbit" -- which lived on an island in modern-day Indonesia about 17,000 years ago.
The team has tried without success to get DNA from hobbit bones. Most skeletons of pre-humans have been found in warm places such as Africa, but hot, wet conditions break down DNA.

miércoles, 24 de marzo de 2010

Palabras y sonidos

Sinapsis del silencio
Un canal de sinapsis responde sólo a la desaparición del sonido.
En la Universidad de Oregón han descubierto que los registros del comienzo y del fin de una palabra son procesados por distintos canales neuronales. Una vía específica de sinapsis se encarga de detener el procesamiento del sonido en un momento determinado, algo clave para la escucha y para la comprensión de lo que oímos. El hallazgo podría resultar útil para mejorar los dispositivos de ayuda a la audición, y también para diseñar tratamientos destinados a niños con problemas de aprendizaje o de lenguaje. Por ejemplo, se conoce que los niños con dislexia tienen dificultades para definir los límites de lo sonidos de un discurso, por lo que tratar los canales de sinapsis específicos podría ayudar a potenciar sus capacidades.

¿Está el varón en peligro de extinción?

Hay una escena de La vida de Brian (1979) en la que miembros de la resistencia de Judea llevan un rato intentando buscarles pegas a los romanos, hasta que el cabecilla, ya sin argumentos, espeta: “Está bien, pero, aparte de la sanidad, la educación, la justicia, los acueductos, las carreteras, el comercio, la seguridad, la representación política, el derecho de asociación, la libertad de expresión…, ¿qué ha hecho Roma por nosotros?” Bien, pues el macho humano tiene muchas ventajas que más le vale mostrar cuanto antes, porque varias amenazas pueden dejarlo en breve sin razón de ser, sin justificación.
El Homo sapiens es una de tantas especies con reproducción sexual, es decir, en las que son necesarios gametos masculinos (espermatozoides) que fecunden los femeninos (óvulos). Eso daba al macho la tranquilidad de saberse imprescindible, importante, relajado. Hasta ahora...

El gallo y el gallinero

La clonación del primer animal, Dolly, en 1996, descubrió un camino en la investigación biomédica por donde arribaron muchas esperanzas. Pero ahora, un hallazgo nuevo, que abre la puerta a otro tipo de reproducción sin padre, ha entrado de lleno en el gallinero y el gallo se ha puesto nervioso. Se trata de una investigación sobre problemas de fertilidad masculina durante la cual científicos de las universidades de Newcastle, de Durham y del Instituto de Células Madre del Noroeste de Inglaterra crearon esperma artificial. El doctor Karim Nayernia y su equipo tomaron células madre –capaces de transformarse en el tipo de tejido que se les “pida”– procedentes de un embrión de 4 ó 5 días, y las devolvieron, mediante un cultivo, a su estado anterior de células germinales. En ese estadio, las células aún no “han decidido” si van a convertirse en óvulos o en espermatozoides. Nayernia y los suyos decidieron por ellas: serían esperma. El anuncio se hizo, claro, sin tratar de extrapolarlo al ser humano, pero el equipo inglés reveló que antes había logrado embarazar a varias inocentes ratoncitas que habían tenido prole, si bien los vástagos habían fallecido a los pocos días.

Esperma no es semen

Aparte de otras dudas técnicas (léase el cuadro de arriba), este sucedáneo no sería suficiente para acabar con la figura del inseminador. Los espermatozoides viajan en el líquido seminal, y este, según detalló en 2006 la bióloga Rebecca Burch, de la Universidad Estatal de Nueva York, contiene hormonas útiles para sacar adelante el embarazo y favorecer la ovulación.
Lo malo es que también en julio de este año llegó otro disgusto. La Academia China de Ciencias reveló que habían conseguido algo aún más directo: consiguieron devolver células madre de la piel de un ratón al estado inicial en el que están “dispuestas” a todo, y las inyectaron en embriones modificados para actuar como “placenta”. Tras implantarlos en ratonas, nacieron 31 crías, que han sido capaces de tener 100 hijos y 200 nietos, aunque algunos sufren malformaciones.
Otro argumento de subsistencia que Darwin nos dio fue que las especies necesitan la competencia genética, la mejora, en una palabra, para evolucionar y adaptarse a los cambios en el medio. Pero en 2004, biólogos marinos dieron con un invertebrado microscópico llamado bdelloide que, no contento con haber abandonado hace 100 millones de años la reproducción sexual (o sea, ahora tiene descendencia a base de dividir sus células), ha evolucionado y se ha ramificado en otras 400 especies, cosa increíble al no haber variedad genética. Aparte de un enigma científico, el caso de este rotífero suscitó la idea de que, quizá, la supervivencia de una especie no necesariamente dependa de que se transmitan los genes que mejor se adapten, sino de que cada grupo halle lo que llaman su “nicho de especialización”, o sea, un hábitat en el que no necesiten adaptaciones. En otras palabras, que las mujeres podrían subsistir sin nosotros.
¿Y podría ser que se necesiten menos hombres? Las especies con apareamiento entre consanguíneos, como los ácaros del género Adactylidium, tienen hembras que crían en su interior a varias “hijas” y un solo “hijo”. Este las insemina allí mismo y, horas después de nacer, muere. Esa adaptación evolutiva tan compleja asegura que la única fuente de semen no se muera.

Menos ejemplares

Pero ni el hombre, ni muchos otros animales han adoptado el método porque, como dejó escrito Darwin: “La selección natural opera a través de la lucha de los individuos por maximizar su éxito reproductivo”. Y precisamente, el triunfo evolutivo del Homo sapiens ha sido extremar esa lucha, y no conformarnos con seguir simplemente vivos.
Por último, hay algo que los cambios sociales están destapando: ¿necesitan padre los niños? Las mujeres del primer mundo ya se valen por sí solas, y ser hijo de madre soltera no produce grandes traumas.
Aun así, dos cosas pueden salvar al hombre. En 2000, la Memorial University de Newfoundland (Canadá) detectó que al vivir con una embarazada, un hombre sufre un subidón de un 20% de prolactina (una de las hormonas responsables del instinto paternal y maternal). Quizá la Naturaleza preparaba así a los padres para la eventual muerte de la madre en un parto que se tornó arriesgado a medida que la evolución agrandaba la cabeza del feto pero estrechaba las caderas por la bipedación. Pero la prolactina lleva milenios sin “hacer efecto” en los maridos porque las madres, ya humanas, erguidas y sin pelo para que las crías se agarren, tenían las manos ocupadas y enviaban a sus maridos a cazar. Así que ahora bastaría con dejarse llevar por ella. En resumen, que el macho está en peligro, pero evoluciona favorablemente.


Iñaki de la Torre Calvo