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Cada neurona es importante en el procesamiento de los estímulos sensoriales

Científicos alemanes han perfeccionado y aplicado un método para observar el modo en que cada neurona de un cerebro procesa estímulos de tipo visual. Este nuevo método de microscopía les permitió estudiar las diminutas sinapsis (de un micrómetro cada una) de una sola neurona y también determinar que cada neurona cumple una función importante en el procesamiento de los estímulos sensoriales. En la revista Nature se ha publicado un artículo sobre su investigación.





Al abrir los ojos, para poder ver es necesario que el cerebro procese cantidades ingentes de información. Concretamente, el ojo humano posee 126 millones de células sensoriales que convierten la luz que incide sobre la retina en señales eléctricas. Aunque el procesamiento de la información visual comienza en ese instante, la imagen completa de lo que se contempla se forma en la parte posterior del telencéfalo, en la corteza visual.

Los autores, investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM, Alemania), se habían propuesto averiguar la función de las neuronas en la corteza visual a la hora de detectar el movimiento y también querían observar este proceso en directo en ratones vivos.

Estudios anteriores ya habían demostrado que neuronas concretas de la corteza visual de ratones responden cuando se coloca frente a los ojos una franja en movimiento. También se había documentado ya el patrón de respuesta de estas «neuronas de la orientación». En el estudio referido, la intención de los investigadores era estudiar con mayor detalle esta señal de origen, una tarea nada sencilla si se tiene en cuenta que cada neurona posee una compleja estructura de prolongaciones diminutas ramificadas denominadas dendritas mediante las que muchas otras neuronas se conectan con sus sinapsis, estructuras dedicadas a transmitir señales entre neuronas.

«Hasta ahora sólo se habían efectuado experimentos similares en neuronas cultivadas en placas Petri», explicó el Dr. Arthur Konnerth, de la TUM. «Un cerebro vivo es mucho más complejo. Dado que mantiene un leve movimiento continuo, la localización de los puntos de conexión sináptica de cada una de las dendritas fue extremadamente complicada.»

Los investigadores usaron una sonda microscópica (específicamente microscopía por fluorescencia de dos fotones, 2PFM) para observar una única neurona y también sus dendritas en funcionamiento en tejidos cerebrales vivos. De este modo descubrieron que, cuando un ratón observa diversos movimientos de un patrón de franjas, cada neurona recibe señales de una serie de células nerviosas que poseen orientaciones distintas, y sin embargo a continuación emite un único tipo de señal. Esto lleva a pensar que cada neurona evalúa la importancia de las distintas señales captadas, elimina la información superflua y conserva los datos indispensables para comprender con claridad la orientación del movimiento.

El Dr. Konnerth aspira a ampliar próximamente esta investigación con el estudio de una sola neurona durante el proceso de aprendizaje. «Gracias a que nuestro método nos permite observar, hasta la escala de una sola sinapsis, cómo se conecta en red una neurona concreta con otras en un cerebro vivo y también cómo "se comporta", es de esperar que consigamos realizar una contribución fundamental a la comprensión del proceso de aprendizaje», declaró.

«Además, en la TUM colaboramos estrechamente con físicos e ingenieros, así que nuestras perspectivas de realizar progresos en la resolución espacio-temporal de las imágenes son inmejorables», aseguró.






6 astronautas simularán un viaje a Marte de 520 días de duración

Tres rusos, dos europeos y un chino, todos voluntarios, vivirán 520 días encerrados sin luz natural y con comida aséptica para simular un viaje hacia Marte que permitirá estudiar el impacto psicológico y físico de tal misión.

A partir de finales de mayo o principios de junio, los voluntarios pasarán 520 días en un módulo de 180 m2, réplica idéntica de una nave espacial instalado en un centro científico de Moscú.

La conquista de Marte comenzará dentro de pocas décadas, pero la idea es respetar la duración de un verdadero viaje hacia el planeta rojo, es decir, 250 días de ida, 30 días de estancia y 240 días de vuelta.

"El mayor riesgo de este aislamiento es psicológico", explica Alexander Souvorov, responsable del proyecto en el Instituto de los Problemas Médico-Biológicos (IBMP), organizador del experimento junto a la Agencia Espacial Europea (ESA).

En 2009, tuvo lugar una primera experiencia del mismo tipo, en la que seis voluntarios vivieron durante 105 días encerrados en un módulo espacial similar. "Por supuesto las relaciones no serán siempre armoniosas, las cosas irán bien entre algunos y no tanto entre otros. Pero la prioridad es que sean capaces de efectuar las tareas pese a ello", subraya Souvorov.

Los seis voluntarios fueron sometidos a un intenso entrenamiento previo, durante el cual pasaron varias pruebas y repitieron los experimentos previstos.

Al cabo de los 250 primeros días de encierro, tres de ellos se instalarán en otra habitación que representará el módulo exterior que se posará en el suelo marciano.

El candidato francés, Romain Charles, un ingeniero de 30 años, sueña con aventuras y nuevas fronteras, pero teme los 520 días que pasará privado de sus costumbres de terrícola. "Las relaciones con la familia, la novia, los amigos, la distancia, va a ser difícil de gestionar. Y luego no habrá sol ni aire fresco. No hay ventanas en el módulo".

Los días se dividirán en ocho horas de sueño, ocho de trabajo y ocho de ocio. Para divertirse, los participantes tendrán fotos, vídeos y libros electrónicos.

Los seis miembros de la tripulación tendrán que realizar 105 experimentos psicológicos, físicos y médicos para ver la evolución de su cuerpo y de su mente.

Jérôme Clevers, de 28 años, ingeniero belga afincado en Francia, explica que se trata para él de cumplir un sueño de niño y de participar en la conquista espacial. "Es claramente una pasión desde que soy pequeñito. Creo que este tipo de grandes conquistas permitirá a la humanidad dar un paso para adelante".

Una conquista en nombre del progreso que implica sacrificios, incluidos culinarios. El régimen alimentario a bordo se parecerá al aséptico de los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS)

Los 'viajeros' deberán también seguir reglas drásticas. Dado que el abastecimiento de una nave en ruta hacia Marte es imposible, sólo podrán ducharse una vez cada diez días y llevar calzoncillos limpios cada tres días.

En resumen, se trata de "simular un misión completa hacia Marte y la vuelta a la Tierra de la forma más exacta posible, sin ir allí", explica la ESA en su página de internet. "Lo que podría faltar a esta misión, es la gloria y la sensación de una verdadera nave espacial"





Nace una cría de buitre negro tras un siglo en extinción


La Reserva Nacional de Boumort, en el Pirineo, ha visto la primera cría de buitre negro nacida en libertad en ese territorio, fruto de la unión entre dos ejemplares que se liberaron en la zona en 2007 en el marco del proyecto de reintroducción del buitre negro en Cataluña.

El pollito, que vino al mundo el pasado 25 de abril, ha nacido antes de lo previsto, según un comunicado del Departamento de Medio Ambiente, que confirma también que con el nacimiento de este buitre negro el Pirineo catalán se convierte en la única región europea donde anidan las cuatro especies de buitres del continente: el quebrantahuesos, el buitre negro, el buitre común y el alimoche.

El proyecto de reintroducción del buitre negro en Cataluña intenta reintroducir una especie que se extinguió hace un siglo y en 2007 liberó en las comarcas del Pallars Jussà, el Pallars Sobirà y el Alt Urgell, en Lleida, a dieciséis ejemplares de la especie, de los cuales seis han formado pareja.

Las aves rapaces y carroñeras, como el buitre o el milano real y el negro, se alimentan de animales muertos y contribuyen a controlar las enfermedades que afectan al ganado.

El nacimiento del primer ejemplar de buitre negro en libertad coincide con el Año Internacional de la Biodiversidad, decretado por Naciones Unidas, y con el Año del Buitre Negro según la organización de defensa de las aves SEO/BirdLife.

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Última edición por Μαδt; 05-05-2010 a las 11:55:15
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Descubren monóxido de carbono en la atmósfera de Tritón


Astrónomos europeos han descubierto monóxido de carbono en la atmósfera de Tritón, el mayor satélite de Neptuno. El descubrimiento se debe a una nueva tecnología que ha permitido realizar el primer análisis de infrarrojos de la atmósfera de dicho satélite. Los investigadores también realizaron la primera detección desde la superficie terrestre de la presencia de metano en su atmósfera. Los resultados del estudio, sobre los que se ha publicado un artículo en la revista Astronomy & Astrophysics, permitirán que comience un programa de observación de Tritón que se prolongará durante las décadas venideras.

La comunidad astronómica ha sentido fascinación por Tritón desde su descubrimiento en 1846. Es el más grande de los trece satélites de Neptuno y el séptimo de nuestro Sistema Solar (su tamaño equivale a las tres cuartas partes de la Luna). Los astrónomos coinciden en subrayar la gran variedad de distintos compuestos helados que existen en su superficie, como nitrógeno, agua y dióxido de carbono, así como su actividad geológica y su particular movimiento de rotación contrario al de su planeta (retrogradación), el único con esta característica en un satélite de nuestro Sistema Solar.

La órbita de Neptuno alrededor del Sol dura 165 años terrestres, lo que significa que cada estación en Tritón dura unos 40 de nuestros años. El análisis de infrarrojos realizado por los investigadores reveló que el hemisferio sur de Tritón se encuentra ahora en pleno verano. Al calentarse este hemisferio, se sublima una capa de nitrógeno, metano y monóxido de carbono helados, lo cual hace que aumente la densidad de su atmósfera.

El equipo realizó estos descubrimientos gracias al nuevo Espectrógrafo Criogénico Infrarrojo de Alta Resolución de Echelle (CRIRES), situado en el VTL (Very Large Telescope, el telescopio óptico más grande del mundo) del Observatorio Europeo Austral (ESO). El análisis en la banda de los infrarrojos demostró que los efectos del Sol aún se aprecian en Tritón, aunque la temperatura media de su superficie se mantenga a -235 °C.

El autor principal del estudio, Emmanuel Lellouch del LESIA (Laboratorio de estudios espaciales y de instrumentación de astrofísica), situado en el Observatorio de París (Francia), afirmó: «Hemos encontrado indicios de que el Sol aún influye en Tritón, a pesar de la gran distancia que los separa. Este satélite helado posee estaciones al igual que la Tierra, pero cambian más lentamente.»

Los astrónomos ya sabían que existía monóxido de carbono en Tritón, pero el equipo referido ha descubierto que la capa superior de Tritón es rica en hielo de este compuesto que pasa a la atmósfera. La atmósfera de Tritón está compuesta principalmente de nitrógeno, pero también desempeña una función importante su contenido de metano, descubierto por primera vez por la sonda Voyager 2 y confirmado por este estudio.

«Los modelos atmosféricos y climáticos de Tritón deben reevaluarse ahora que hemos descubierto monóxido de carbono y reevaluado la cantidad de metano», indicó una de las autoras, Catherine de Bergh, del LESIA.

La medición de la atmósfera de Tritón no es sencilla pues el satélite está treinta veces más alejado del Sol que la Tierra. En la década de los ochenta, una teoría astronómica mantenía que la atmósfera de tritón podría ser tan densa como la de Marte (7 milibares). No obstante, con el paso de la sonda Voyager 2 en 1989, se registró una atmósfera de nitrógeno y metano de 14 microbares de presión, una densidad 70.000 veces menor a la de la atmósfera terrestre. Desde entonces y hasta la puesta en marcha de CRIRES muy pocas observaciones desde la superficie terrestre han ofrecido la oportunidad de estudiar el satélite con mayor precisión.

«Necesitábamos la sensibilidad y capacidad de CRIRES para captar espectros con gran detalle y así poder observar una atmósfera tan tenue», aclaró Ulli Käufl del ESO.

El desarrollo de CRIRES es el primer paso para que la comunidad astronómica comience a tomar medidas de cuerpos distantes en el Sistema Solar. «Ahora podemos empezar a observar la atmósfera y averiguar la evolución estacional de Tritón en términos de décadas», concluyó Emmanuel Lellouch.





Se necesitarán varios siglos para encontrar vida extraterrestre

Aunque los telescopios puedan ser lo suficientemente buenos como para detectar signos de vida en exoplanetas en menos de 100 años, se necesitarán siglos hasta que veamos extraterrestres.



Según los telescopios sean cada vez más avanzados seremos capaces de ver más detalles de los planetas que orbiten alrededor de otras estrellas. Estos detalles incluirán indicadores de la presencia de vida. Sin embargo, se necesitarán siglos antes de que podamos ver extraterrestres.

Jean Schneider, del Observatorio de París en Meudon, dice que, desafortunadamente, estamos quizás tan lejos de ver aliens con nuestros ojos como Epicuro estaba de ver otros mundos hace 23 siglos, cuando predijo la existencia de planetas.

Este investigador y sus colaboradores exponen en Astrobiology las dificultades de estudiar formas de vida alienígenas distantes. Dicen que en los próximos 15 ó 25 años habrá habido ya dos generaciones de misiones espaciales que habrán analizado exoplanetas en gran detalle.

La primera generación serán coronógrafos basados en telescopios de 1,5 a 2,5 metros que bloquearán la luz de las estrellas para así poder ver planetas gigantes o supertierras que orbiten alrededor de ellas.

La segunda generación basada en interferómetros, coronógrafos y otros tipos de instrumental, podrán analizar la luz reflejada por estos exoplanetas. Estas misiones podrán analizar las atmósferas y superficies de los exoplanetas y decir cómo son.

Durante ese tiempo también se usarán sistemas basados en telescopios en tierra que ayuden en la tarea.

Después de estos proyectos, futuras misiones podrían buscar potenciales planetas habitables estudiando estrellas situadas a más de 50 parsecs de distancia (unos 150 años luz), o lunas gigantes que estén en la zona habitable de sus estrellas.

Más tarde se podrán investigar signos potenciales de vida en esos planetas, para lo que se requerirán grandes formaciones de telescopios espaciales.

Para poder tener una imagen de 100 píxeles de un planeta dos veces mayor que la Tierra situado a 16,3 años luz de distancia se necesitaría una formación de telescopios de casi 70 kilómetros de ancha. Estas fotos nos darían información de la presencia de anillos, nubes, océanos, continentes y quizás de la presencia de bosques y sabanas. El estudio a largo plazo revelaría la presencia de estaciones, vulcanismo y cambios en la cubierta nubosa. Se podría incluso detectar las presencia de lunas por la sombra proyectada sobre el planeta en cuestión.

Instrumentos más sensibles podrían analizar el espectro infrarrojo en busca de las longitudes de onda asociadas al dióxido de carbono.

Además de signos de la presencia de vida, como la presencia de oxígeno y similares, se podrían encontrar signos o rasgos de tecnología, características que no puedan ser explicadas por la química orgánica compleja. Estas "tecnocaracterísticas" podrían incluir luz láser, gases clorofluorcarbonados o incluso construcciones artificiales.

Según Schneider, buscar alienígenas es filosóficamente importante porque nos dice qué es esencial en la condición humana.

Pese a todo, aunque se detecten signos de vida, será frustrante, porque se necesitarán siglos antes de que la humanidad pueda ver a estos alienígenas y saber cómo son. Según Schneider, esto es muy decepcionante.

Tómese el caso más optimista posible. La estrella más cercana al Sol (a 4,3 años luz) es el sistema Alfa Centauri. Alpha Centauri A es la estrella más brillante situada en la constelación de Centauro y la cuarta más brillante del firmamento. Alpha Centauri A es una estrella del mismo tipo que el Sol y se ha especulado sobre la posibilidad de que tuviera planetas con vida. Un organismo de 10 metros de longitud que viviera en un hipotético planeta alrededor de una estrella de este sistema sería tan pequeño bajo nuestro punto de vista que se necesitaría un telescopio de unos 100 km de diámetro para captar fotones reflejados por él y para saber si se mueve se necesitará un telescopio de millones de kilómetros de ancho. La única alternativa sería la construcción de una nave espacial que nos llevara hasta allí.

Chocar contra un granito interestelar de 100 micras de tamaño (el grosor de una cabello humano) cuando se viaja a un 30% de la velocidad de la luz desprendería tanta energía como si un objeto de 100 toneladas moviéndose a 100 km/h chocara contra nosotros. No hay tecnología que pueda proteger a una nave espacial de esta amenaza. Será tremendamente difícil acelerar a tales velocidades. Viajando a una velocidad más segura de un 1% de la velocidad de la luz (3000 km/s) se necesitarían milenios para alcanzar destino.

Independientemente de la aproximación que se elija, parece que se necesitarán siglos para tener un contacto visual con alienígenas, al menos bajo el marco científico y tecnológico actual. La Física que podamos tener dentro de un milenio es difícil de anticipar. "Espero que haya una revolución inesperada en Física", dice Schneider.

Según Alan Boss, del Carnegie Institution en Washington y que no tomó parte en este estudio, siempre se ha estado planeando la detección de vida indirectamente, principalmente mediante la búsqueda de determinadas características atmosféricas provocada por la actividad de microorganismos. "Eso es lo que hemos estado esperando y todavía estamos muy lejos de alcanzar incluso una meta modesta", afirma. Según él es una carrera que empieza con los científicos que intentan encontrar pruebas de vida en Marte.

"Desde luego, siempre existe la posibilidad de que los alienígenas vengan a la Tierra a esclavizarnos, pero el viaje interestelar de criaturas vivas es ciencia ficción, no un hecho científico. Nadie necesita preocuparse por la noche acerca de ello", añade.

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