Detección de Alzheimer con Láser

Un nuevo láser inocuo podría ser capaz de detectar en el tejido cerebral de una persona viva las proteínas asociadas con la enfermedad de Alzheimer; unas estructuras que hasta ahora solo se pueden descubrir diseccionando el cerebro del paciente después de su muerte.

Debido a esta dificultad, actualmente, el diagnóstico se deduce a partir de otros síntomas, como el incremento en la pérdida de memoria, pero otras enfermedades neurodegenerativas también causan demencia, por lo que el diagnóstico tan solo puede ser confirmado de forma concluyente post mortem, examinando en el microscopio el tejido cerebral del paciente.

Esta nueva técnica implica colocar unos láseres en la cabeza del paciente y emitir sobre su cráneo destellos de luz del infrarrojo cercano, de baja energía. Esto produce un espectro de reflejos que puede diferenciar el tejido cerebral sano del que tiene los enredos y placas de proteínas microscópicos indicadores del Alzheimer.

Los experimentos realizados con pequeños trozos de tejido cerebral normal y tejido lleno de placas respaldan la posibilidad de que estas placas y enredos puedan dispersar la luz de forma diferente que el tejido cerebral sano.

"Posiblemente podría proporcionar una respuesta inmediata y, de ese modo, valdría no solo como diagnóstico, sino también como herramienta de exploración", señala Eugene Hanlon, del VA Medical Center, en Massachusetts, EEUU, cuyo equipo ha iniciado recientemente los ensayos del láser con humanos.

Según Hanlon, este nuevo enfoque denominado espectroscopía de infrarrojo cercano, sería más sencillo y barato que otras técnicas que actualmente se encuentran también en fase experimental y añade que si los ensayos en humanos tienen éxito, podría llegar a las clínicas en menos de cinco años.

Pero lograr que la técnica funcione en humanos podría ser difícil. "La luz tiene que ser transmitida a través de la piel y el cráneo, para luego volver reflejada, y se encuentra con problemas de movimiento y sangre circulando que habrá que resolver", señala Michael Weiner, neurocientífico del VA Medical Center de San Francisco.

Además, añade Weiner, el simple hecho de detectar placas en el cerebro de una persona no implica necesariamente que ésta padezca Alzheimer. Muchos ancianos sanos tienen placas, y ningún síntoma de enfermedad, por lo que el diagnóstico no se podría reducir a un solo test.

Fuente: New Scientist

Vallas publicitarias interactivas

Según este artículo de Technology Review, podría estar preparándose una revolución en el campo de los anuncios de vallas publicitarias. ¿Por qué no permitir que la gente interactúe con el anuncio en lugar de presentar una imagen estática? Esa es la idea del gigante de la electrónica Samsung y la empresa de publicidad interactiva Reactrix Systems que han decidido ir más allá de las pantallas táctiles para intentar que las indicaciones realizadas con las manos sean la interfaz informática del futuro.

Las dos compañías se han asociado para instalar pantallas interactivas de 57 pulgadas en los vestíbulos de los hoteles Hilton a finales de año. Estas pantallas pueden "ver" a las personas que se encuentran a una distancia de hasta 4,5m de ellas y detectar los movimientos de sus manos para jugar a videojuegos, navegar por menús y utilizar mapas.

Con el éxito de la Wii, el iPhone y la pantalla táctil de Microsoft, "la gente está más predispuesta a interactuar con sus manos y gestos", señala Matt Bell, científico jefe y fundador de Reactrix. Es fácil ver que una interfaz basada en gestos podría funcionar muy bien para videojuegos y mundos virtuales y, de hecho, algunas compañías como la belga Softkinetic ya hacen sistemas para estas necesidades. Pero Reactrix pretende utilizarlo en el mercado de la publicidad de exteriores, tradicionalmente dominado por grandes imágenes estáticas, como las vallas publicitarias.

Básicamente, la idea del sistema de Reactrix, consiste en utilizar una cámara 3D para detectar los movimientos corporales del usuario y, a continuación, utilizar unos algoritmos de visión por ordenador para dar sentido a las imágenes. Hay muchos tipos de cámaras capaces de captar escenas en 3D, señala Bell, pero en sus modelos actuales, fabricados en conjunto con Samsung, la compañía está utilizando una cámara estereoscópica de dos lentes. Junto a la cámara hay una luz de infrarrojos que proyecta un patrón invisible sobre las personas que se encuentran frente a la pantalla. Cada lente capta una vista ligeramente diferente de lo que está pasando y, en función de la disparidad de las imágenes, el sistema puede distinguir distancias de hasta una fracción de una pulgada.

Cuando la cámara recoge la información la envía automáticamente a un procesador especializado para que analice los datos en profundidad. Es entonces cuando entran en juego los algoritmos de Reactrix con el fin de desambiguar a personas y objetos.

Además del hardware y los algoritmos, señala Bell, Reactrix está pensando también cuál será el mejor diseño para la interfaz de usuario. Al igual que sucede con la tecnología de pantallas táctiles, se ha experimentado mucho con las interacciones basadas en gestos, pero todavía no está claro qué tipo de interfaz funcionaría mejor para la mayoría de la gente. Por ejemplo, los ingenieros todavía no han ideado el mejor modo de interactuar con un botón virtual. Puede parecer una tontería, pero no está claro cómo pulsar un botón cuando no hay nada que tocar. "Es una oportunidad interesante para crear un estándar de interacción gestual con pantallas", señala Bell. "Queremos ser los primeros en crearlo".

En cuanto a las pantallas que se instalarán en los hoteles Hilton, Bell espera que los turistas puedan jugar a videojuegos relacionados con atracciones locales y navegar por menús en busca de más información. De este modo, la gente se podrá divertir interactuando con la publicidad, en lugar de simplemente ojear un folleto.

Regeneración de cartílago

Una superficie texturizada con nanotubos de carbono podría potenciar el desarrollo celular. Thomas Webster, un bioingeniero de la Universidad de Brown, ha estado desarrollando materiales implantables con texturas a nanoescala que imitan la aspereza de los tejidos vivos.

Ahora, su equipo ha descubierto que los condrocitos se pueden adherir a una superficie cubierta por nanotubos de carbono y desarrollarse más, especialmente si están expuestos además a una estimulación eléctrica. Webster cree que las superficies con nanotubos de carbono, que no solo están texturizados sino que además son conductores de la electricidad, podrían constituir una estrategia prometedora para el diseño de implantes de cartílago.

El cartílago tiene una capacidad limitada para autocurarse, por lo que la pérdida o daño del tejido de protección es un problema importante para la salud. Muchos laboratorios de investigación han desarrollado materiales que imitan las propiedades del cartílago, así como estructuras en las que se pueden sembrar condrocitos fuera del cuerpo para ser posteriormente implantadas en el sitio en el que se ha producido la perdida del cartílago. Pero uno de los problemas es conseguir que un cartílago natural del paciente, un material esponjoso y más bien inerte que carece de un suministro sanguíneo propio, se una e integre con el implante.

Para construir una superficie más compatible con las células, el equipo de Webster utilizó nanotubos de carbono, que tienen una superficie áspera y, además, conducen la electricidad. Los investigadores mezclaron los nanotubos en láminas de policarbonato- uretano, un polímero aprobado por la FDA. Cuando cultivaron los condrocitos sobre estas láminas, las células se desarrollaron más en la superficie áspera que en una suave de policarbonato.

Las células se desarrollaron más rápido aún cuando se estimularon eléctricamente los nanotubos, aunque el motivo todavía no está claro. "La mayoría creen que se produce cambiando el potencial de membrana de las células", señala Webster, quien incrementaría el número de iones calcio (importante indicador celular) que fluyen hacia la célula.

¿Por qué a las células les gustan las superficies ásperas? Webster cree que las nanoestructuras modifican las propiedades de superficie de un material, ayudándole a atraer las proteínas a las que se pegan las células. Una empresa de reciente creación, llamada Nanovis se ha hecho con la licencia y espera realizar pronto ensayos con humanos. El equipo de Webster ha demostrado también que las células del tejido vascular se adhieren mejor a superficies nanotexturizadas, algo que se podría utilizar para diseñar mejores endoprótesis vasculares. Para ello, considera que se podrían incorporar nanotubos de carbono a los materiales utilizados en la fabricación de implantes de cartílago.

Fuente: Technology Review

Rejuvenecer tejidos musculares

Según este artículo publicado este mes en Technology Review, una nueva investigación de la Universidad de California, Berkeley, indica que la manipulación de células madre en músculos viejos puede devolver la juventud al tejido envejecido. Los científicos alteraron la actividad de una ruta molecular para hacer que las células madre de los tejidos viejos produjesen nuevas fibras musculares a niveles comparables a las células madre de los jóvenes. Estos resultados, según ellos, podrían conducir algún día a novedosas terapias para enfermedades relacionadas con el envejecimiento como el Alzheimer o el Parkinson, así como para revertir el efecto de atrofia por envejecimiento.

"Cuando no ejercitamos, yendo al gimnasio o corriendo tras un bus, los músculos siempre se dañan y son reemplazados con le tiempo por las células madre de los músculos", señala Irina Conboy, profesora ayudante de bioingeniería e investigadora del Berkeley Stem Cell Center. "Pero cuando nos hacemos viejos, la muerte celular es más rápida que la sustitución celular". La pérdida de masa muscular se produce también por una serie de enfermedades, como el cáncer o la distrofia muscular. Por ello, las compañías farmacéuticas han estado intentando descubrir nuevos tratamientos que potencien el desarrollo de la masa muscular sin los efectos dañinos de los esteroides anabólicos.

En investigaciones anteriores, el equipo de Conboy descubrió que las viejas células madre, colocadas en cultivos con tejido muscular y sangre jóvenes, eran capaces de producir células nuevas a mayor velocidad. Y a la inversa, colocar células madre jóvenes en tejido muscular y sangre ancianos ralentizó la producción de nuevas células. Conboy razonó que las células madre debían recibir diferentes pautas químicas durante la juventud que en la vejez y, por tanto, identificando y manipulando dichas pautas se podría devolver con éxito la juventud a un músculo anciano.

En su nuevo estudio, publicado en la edición en línea de la revista Nature, Conboy y su equipo descubrieron que los músculos viejos producen unos niveles elevados de una molécula llamada TGF-beta, que se sabe inhibe el desarrollo de la musculatura. Posteriormente, los investigadores mostraron que es posible invertir los efectos deteriorantes de la TGF-beta bloqueando su ruta en ratones viejos.

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Baterías de larga duración para portátiles

Según un artículo publicado esta semana en Technology Review, el nuevo gestor de energía integrado de Intel podría reducir considerablemente el consumo energético de los portátiles deteniendo funciones que no se están utilizando.

A cualquiera que utilice un portátil en un avión le gustaría que la batería durase todo un vuelo de largo recorrido. Ahora, investigadores de Intel creen poder duplicar la vida de batería de un portátil sin modificar la batería en sí, optimizando el gestor de energía del sistema operativo, el monitor, el ratón, los chips de la placa base y los dispositivos conectados a los puertos USB.

Fabricantes e investigadores han estado investigando distintas formas de hacer que los ordenadores portátiles sean energéticamente más eficaces. Se han programado los sistemas operativos para ejecutar un salvapantallas de ahorro de energía e hibernar todo un sistema si el usuario no lo ha utilizado durante un rato. E incluso el próximo microprocesador de Intel para dispositivos móviles Atom, puede hibernar hasta en seis niveles diferentes, dependiendo del tipo de tareas que tenga que hacer.

Pero el problema de todos estos enfoques es que no están coordinados en todo el dispositivo. El nuevo prototipo de sistema de gestión de energía de Intel es consciente de la energía utilizada por todas las partes del portátil, además de las necesidades energéticas de la actividad de una persona y desactiva las funciones de acuerdo con eso, señala Greg Allison, director de desarrollo de negocios. El proyecto, llamado “advanced platform power management”, se presentó el miércoles en un evento de Intel en Mountain View, California.

El sistema de Intel ahorra energía, por ejemplo, realizando una captura de la pantalla que está leyendo el usuario y guardándola en una memoria intermedia. así, en lugar de actualizar cada cierto tiempo la pantalla, ésta mantiene la misma imagen hasta que la persona pulsa una tecla o mueve el ratón. Igualmente, el ratón y el teclado se mantienen en hibernación hasta ser utilizados.

Mientras tanto, el sistema operativo monitorizará el uso de otras aplicaciones, restringiendo el funcionamiento de las que no están siendo utilizadas activamente; y si hay algún dispositivo conectado a un puerto USB, como una memoria flash, el sistema lo pondría también a hibernar. Paralelamente, explica Allison, los circuitos de monitorización de energía de los chips de Intel harían hibernar las partes del microprocesador que no se estén utilizando. Son necesarios tan solo 50 milisegundos para reactivar la totalidad del sistema, añade, una cantidad de tiempo que resulta imperceptible para el usuario.

Fuente: Technology Review

Refrigeración de micro-chips con agua

Según este artículo publicado esta semana en BBCNews, investigadores de IBM han comentado que podrían utilizar una red de diminutas tuberías de agua para refrigerar los chips de última generación para PC.

Los científicos de la compañía han presentado un prototipo de dispositivo a capas con miles de arterias de refrigeración "del ancho de un cabello" que, según ellos, podría ser una solución a la creciente cantidad de calor liberada por los procesadores a medida que se vuelven más pequeños y compactos.

La tecnología se ha demostrado en los procesadores 3D de IBM, en los que los circuitos están apilados uno sobre otro.

La colocación de chips en vertical, en lugar de uno junto a otro, reduce la distancia que deben recorrer los datos, mejorando el rendimiento y ahorrando un espacio fundamental. Pero al apilar un chip sobre otro, hemos observado que los ventiladores convencionales que se colocan sobre el procesador no consiguen refrigerar adecuadamente todas las capas, explicó Thomas Brunschwiler del laboratorio de investigación de IBM en Zurich. "Para explotar el potencial de estos chips 3D de alto rendimiento, necesitamos intercalar refrigeración entre las capas".

El calor es uno de los principales obstáculos de fabricar chips cada vez más pequeños y más rápidos; es el subproducto del movimiento de electrones a través de los diminutos cables que conectan los millones de componentes que hay en un procesador moderno. Y a medida que se incluyen más y más componentes en un chip el problema empeora.

De ahí que investigadores de todo el mundo estén buscando el modo más eficaz de eliminar este calor.

Para resolver este problema en los chips 3D, los investigadores de IBM hicieron circular agua a través de diminutos tubos de tan solo 50 micrones de diámetro colocados entre las capas.

El agua es mucho más eficaz que el aire para absorber el calor, por lo que incluso con diminutas cantidades de líquido fluyendo a través del sistema, los investigadores observaron un efecto significativo.

Según IBM, esta tecnología de refrigeración por agua podría estar incorporada en sus productos en cinco años.

Nanopartículas de plata dañan a bacterias benignas

Durante años, los científicos han sabido de la capacidad de la plata para eliminar bacterias dañinas y, recientemente, han utilizado este conocimiento para crear productos de consumo que contienen nanopartículas de plata. Ahora, según un artículo publicado esta semana en la Web de la Universidad de Missouri, un investigador de esta universidad ha descubierto que las nanopartículas de plata podrían destruir también las bacterias benignas utilizadas para eliminar el amoníaco de los sistemas de tratamiento de aguas residuales. El estudio, financiado por la National Science Foundation, ha sido publicado recientemente en la revista Water Research and Environmental Science & Technology.

Ya hay en el mercado varios productos que contienen nanopartículas de plata, entre ellos, calcetines que contienen este tipo de nanopartículas para eliminar las bacterias que causan el mal olor; y lavadoras de alta tecnología y bajo consumo que desinfectan la ropa generando estas diminutas partículas. Peor los efectos positivos de esta tecnología se podrían ver empañados por su posible impacto negativo sobre el medioambiente.

“Debido al uso cada vez mayor de nanopartículas de plata en productos de consumo, el riesgo de que se libere este material en las líneas de aguas residuales e instalaciones de depuración de aguas residuales y de que llegue, finalmente, a ríos, arroyos y lagos, es preocupante”, señaló Zhiqiang Hu, profesor ayudante de ingeniería civil y medioambiental en la escuela de ingeniería de la Universidad de Missouri. “Hemos descubierto que las nanopartículas de plata son extremadamente tóxicas. Las nanopartículas destruyen las especies benignas de bacterias utilizadas para el tratamiento de las aguas residuales. Básicamente, frenan la actividad de reproducción de las bacterias buenas”.

Según Hu, las nanopartículas de plata generan más sustancias químicas únicas, conocidas como especies reactivas del oxígeno, que producen formas más grandes de plata. Estas sustancias probablemente inhiben el crecimiento bacteriano. Por ejemplo, el uso del “lodo” de depuración de las aguas residuales como fertilizante para la tierra es una práctica habitual, señala Hu. Si en el sedimento hay una elevada presencia de nanopartículas de plata, la tierra utilizada para cultivar las cosechas de alimentos podría estar contaminada.

Hu está poniendo en marcha un segundo estudio para determinar a qué niveles la presencia de nanopartículas de plata se vuelve tóxica. Con este estudio, determinará cómo afectan las nanopartículas de plata a los procesos de tratamiento de aguas residuales al introducirse el nanomaterial en las aguas residuales y el lodo. A continuación, medirá el desarrollo microbiano para determinar los niveles de nanoplata que perjudican el tratamiento de aguas residuales y la digestión de lodos.

Fuente: Universidad de Missouri

Energía solar recogida del espacio

La falta de electricidad en la India se podría resolver con energía solar recogida del espacio.

Actualmente, en la India, miles de aldeas rurales carecen de electricidad o se las arreglan con un abastecimiento intermitente. Y para el 2030, la Comisión de Planificación de la India calcula que el país tendrá que generar al menos 700.000 megavatios adicionales de energía para abastecer la demanda de su creciente población y economía en expansión.

Gran parte de esa electricidad provendrá de centrales térmicas a carbón, pero Pranav Mehta, director de operaciones en la India de Space Island Group, empresa de California que trabaja en el desarrollo de satélites solares, tiene otra solución que consiste en satélites que recogen la luz solar en órbitas geosíncronas a 22.000 millas de distancia.

Los satélites transmitirían, electromagnéticamente, gigavatios de energía solar a los receptores situados en tierra, donde esta energía se convertiría en electricidad y sería transferida a la red eléctrica. Y puesto que en la elevada órbita terrestre los satélites no se ven afectados por al sombra de la tierra prácticamente los 365 días del año, las centrales eléctricas flotantes podrían proporcionar una fuente de electricidad renovable, ecológica y permanente.

Fue el científico estadounidense Peter Glaser quien introdujo la idea de captar energía solar en el espacio en 1968. La NASA y el Departamento de Energía estadounidense estudiaron el concepto a lo largo de los años 70, llegando a la conclusión de que la tecnología era viable, pero el coste de crearla y enviarla al espacio no.

Según John Mankins, antiguo tecnólogo de la NASA y Presidente de la Space Power Association, la NASA revisó la idea a mediados de los noventa con un estudio denominado "Fresh Look" pero la investigación perdió impulso cuando la agencia decidió que ya no le interesaba esa tecnología. Alrededor del 2002, el proyecto fue archivado indefinidamente (o eso parecía).

Para Charles Miller, director de la Space Frontier Foundation, organización que promueve el acceso público al espacio, es el momento para un nuevo comienzo. El precio del petróleo se dispara, cada vez somos más conscientes del cambio climático y aumenta la preocupación por el agotamiento de los recursos naturales; todo ello ha reavivado el interés en captar energía del espacio, señaló Miller.

Y lo mismo señala un informe de 2007 de la National Security Space Office del Pentágono, que insta al gobierno estadounidense a iniciar el desarrollo de estos sistemas. "Una única banda de un kilómetro de ancho de órbita geosíncrona terrestre experimenta el suficiente flujo solar en un año como para casi equiparar la cantidad de energía contenida hoy en día en todas las reservas de petróleo recuperable conocidas en la Tierra", señala el informe.

Según Miller: "El país que lidere la energía solar espacial será el país exportador de energía para todo el planeta durante unos cuantos cientos de años".
El informe del Pentágono señala también que Rusia, China, la Unión Europea y la India están interesadas en la idea, y que Japón, que ha investigado en este campo durante décadas, está trabajando para probar un modelo a pequeña escala en un futuro próximo.
"Será necesario un gran esfuerzo, mucho estudio y, por desgracia, mucho dinero", señaló Jeff Keuter, presidente del George C. Marshall Institute. "Pero, desde luego, es posible".

Por su parte, Miller cree que podría ser posible en 10 años. "Podríamos ver el primer satélite de energía solar operativo alrededor del 2020 si actuamos ya", añadió.

Fuente: CNN

Dispositivo magnetico para detectar malaria

Según un artículo publicado esta semana en The Guardian, el Prof. Dave Newman de la Universidad de Exeter ha creado un dispositivo magneto-óptico portátil capaz de diagnosticar la malaria en un minuto.

Hay una relación entre la malaria, el magnetismo y la luz. El parásito de la malaria (plasmodio) del mosquito anofeles hembra infecta los glóbulos rojos y digiere la hemoglobina (que transporta el oxígeno), originando hemozoína, una sustancia que es atraída por los campos magnéticos.

Conversando con un biólogo amigo suyo, Newman llegó a la conclusión de que quizá se podría diagnosticar la malaria detectando la hemozoína con magneto-óptica".

Gracias a financiación de la Unión Europea, Newman y sus colegas de las universidades de Exeter y Coventry han probado un prototipo de su dispositivo en el Royal Tropical Institute de Amsterdam y está previsto realizar también ensayos clínicos en Kenya.

El funcionamiento es el siguiente: el parásito produce la hemozoína en forma de cristales rectangulares como varas y, normalmente, los ejes largos apuntan en direcciones aleatorias. "Cuando se les aplica un campo [magnético], se magnetizan y se orientan todos en la dirección del campo", señala Newman.

Los cristales también absorben la luz láser roja polarizada con más fuerza a lo largo que a lo ancho (dicroísmo óptico). Se pone una muestra de sangre en el aparato y se le aplica un campo magnético direccional; luego, un fotodetector y un detector láser realizan mediciones ópticas proporcionales a la concentración de hemozoína.

Según Colin Sutherland, profesor de la London School of Tropical Medicine & Hygiene y científico clínico del Hospital for Tropical Diseases, la malaria se suele identificar con un microscopio o con kits de diagnóstico de antígenos que pueden no ser demasiado fiables, de ahí que este test parezca tan interesante. El hecho de que sea rápido es fantástico, pero hay que destacar que para que se pueda utilizar en un programa de control de la malaria en África, deberá ser también asequible y portátil, añade.

Ahora, Newman está investigando en un nuevo prototipo que no necesita una muestra de sangre. En vez de eso, la idea es que baste con colocar un dedo en el interior de una caja con un campo magnético, con un rayo láser que apunte a la uña, para hacer una lectura óptica de la sangre que hay bajo de ella.

Fuente: Guardian Technology