miércoles, 28 de abril de 2010

Actualidades Científicas (Vox Populi de la Ciencia, Radio Bemba) 28 de abril de 2010

I. Investigadores del Colegio Médico Cornell Weill, del Hospital Presbiteriano de Nueva York, encuentran que la inmunoglobulina intravenosa podría ser de utilidad para combatir el avance del Alzheimer.
La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa, lo cual quiere decir que las redes de neuronas que forman parte del cerebro se van muriendo de manera progresiva, de modo que debido a la falta de neuronas, las personas que la padecen presentan un deterioro en la capacidad para conocer, recordar y procesar conocimientos, todo lo cual se manifiesta en trastornos en la conducta.

Las personas que padecen Alzheimer muestran una pérdida creciente de la memoria y de otras capacidades mentales. Las células del cerebro van muriendo y éste se encoge como síntoma de una enfermedad que suele tener una duración media aproximada de 10 años, contados a partir del momento en que se hace el diagnóstico, aunque puede variar debido a que hay casos de avance más agresivo de la enfermedad.

Estudiando el cerebro por medio de resonancia magnética se ha podido descubrir que las personas que tienen Alzheimer presentan una disminución en el tamaño de su cerebro, con una rapidez que es de tres a cuatro veces mayor que el mismo fenómeno en personas adultas de mucha edad. Al mismo tiempo, se presenta un crecimiento de unas zonas del cerebro que se llaman ventrículos, las cuales se van llenando de líquido.

Un grupo de investigadores del Colegio Médico Cornell Weill, del Hospital Presbiteriano de Nueva York, está realizando un estudio que consiste de tres fases y en la actualidad han reportado los resultados obtenidos en la segunda de ellas. Así lo hicieron el 13 de abril de 2010 ante la Academia de Neurología de los Estados Unidos, donde presentaron un reporte en el cual informan sobre los resultados de aplicar inmunoglobulina intravenosa humana a un subconjunto de veinte pacientes enfermos de Alzheimer que fueron sometidos periódicamente a estudios de resonancia magnética para medir el tamaño de diversas partes de su cerebro.

Los investigadores se mantienen atentos a posibles efectos secundarios de los estudios basados en resonancia magnética. Por ejemplo, se sabe que los campos magnéticos muy intensos pueden cambiar ligeramente de lugar las prótesis dentales, como las amalgamas que nos ponen en las muelas. También se pueden afectar los marcapasos que usan para el corazón algunas personas que requieren de una ayuda electrónica para conservar el ritmo de latidos del corazón. Además, como parte de la técnica de la resonancia magnética, los campos magnéticos necesarios deben cambiar de un lugar a otro del tejido blando que está siendo estudiado, de modo que se presenta un efecto físico que consiste en la generación de corrientes eléctricas de un sitio a otro, lo cual puede afectar el trabajo de las neuronas. Aparte de sentimientos de hormigueos en el cráneo, comezón en diversas partes del cuerpo y ligeros dolores musculares similares a los que sienten aquellas personas que exageran la cantidad de ejercicio, no se conocen efectos secundarios perjudiciales para el organismo.

Continuando con el estudio de los enfermos de Alzheimer, a una parte de los pacientes se les inyectó inmunoglobulina intravenosa humana, mientras que al resto solamente se le proporcionó una sustancia llamada placebo, porque en realidad no contiene una sustancia de la cual se sospeche que puede ayudar a combatir la enfermedad del Alzheimer.

El reporte del estudio presentado el 13 de abril de de 2010 ante la Academia de Neurología de los Estados Unidos afirma que el crecimiento de las regiones ventriculares fue de 6.7% en aquéllos que recibieron la inmunoglobulina intravenosa humana, y en cambio resultó ser de 12.7% en quienes no la recibieron, lo cual demuestra que el cerebro se encogió menos en quienes sí recibieron el tratamiento.

La inmunoglobulina es una colección de anticuerpos, llamados así porque sirven para combatir las infecciones y otros cuerpos extraños al organismo. Están formados por glucoproteínas, lo cual quiere decir que se trata de moléculas formadas con proteínas y con hidratos de carbono, que a su vez se forman con átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno. Como ya hemos explicado en otras ocasiones, las proteínas son cadenas muy largas de otros compuestos más pequeños llamados aminoácidos. Para tener una imagen visual, los podemos imaginar como si cada aminoácido fuera una pieza de esos pequeños ladrillos de plástico que lamamos legos y que se usan para ensamblarlos y construir figuras a nuestro gusto debido a que se pueden pegar con otros de diversas formas. Así resultan las proteínas.

El procedimiento que se ha utilizado para obtener las inmunoglobulinas consiste en tratar el plasma proveniente de la sangre con alcohol para precipitar la fracción que contiene inmunoglobulinas y después se purifica. Que algo se precipita significa que al llevar a cabo la reacción química, se va al fondo del envase una parte del producto que resulta. La preparación estándar contiene aproximadamente 15 % de inmunoglobulinas, de modo que todavía hace falta un procedimiento para purificarla.

La que resulta del plasma de seres humanos se llama inmunoglobulina humana y la palabra intravenosa nos dice que se aplica en forma inyectada para que pase directamente a la sangre del paciente. Se usa para prevenir o tratar algunas enfermedades que pueden ocurrir cuando su cuerpo no produce suficiente inmunidad propia para lograr prevenir enfermedades infecciosas. Sin embargo, no está libre de riesgos, pues hay efectos colaterales, por ejemplo, entre los más comunes se reportan palpitaciones cardíacas rápidas y dificultad para respirar. Entre las menos comunes se menciona la aparición de color azulado en los labios o en las uñas; sensación de quemazón en la cabeza; sensación de desmayo, cansancio o debilidad inusual, y también, respiración con ruido, a lo cual se le llama sibiliancia. Entre los efectos colaterales raros se menciona la dificultad al tragar, ronchas, picazón (especialmente de los pies o manos), enrojecimiento de la piel (especialmente alrededor de las orejas), hinchazón de los ojos, cara o el interior de la nariz.

El estudio que venimos mencionando se encuentra a punto de pasar a una tercera fase de investigación, en la cual el número de pacientes estudiados será mayor. Los científicos se encuentran muy esperanzados en encontrar buenos resultados, ya que las mediciones de la disminución del cerebro fueron corroboradas por dos grupos de especialistas distintos, y además, por un especialista en estudiar el avance en el deterioro de la conducta de los enfermos de Alzheimer. A este último se le facilitó el estudio de los veinte pacientes sin que él supiera quiénes recibían inmunoglobulina y quienes no; sin embargo, sus conclusiones le permitieron detectar, acertadamente, que había un grupo en el cual el deterioro en el conocimiento era menor.

II. Se ha logrado diseñar una nariz electrónica que permite predecir cuáles olores son placenteros y cuáles son desagradables.
¿Alguna vez será posible ver una película con un paisaje de pinos que además los podamos oler?
¿O será posible presenciar en el cine una escena en la cual los actores se acerquen a un cadáver asesinado recientemente y podamos olfatear la sangre?
¿O jugar un videojuego en el que hay escenas de balazos y podamos percibir el olor de la pólvora quemada?

Investigadores del Instituto Weizmann, localizado en una ciudad de Israel que se llama Rehobot, han publicado en la revista Plos Computational Biology, un artículo en el que reportan que ellos han desarrollado un programa de computadora que procesa datos de un mecanismo por el cual se hace pasar aire con ciertas sustancias aromáticas.

El mecanismo contiene sensores de sustancias químicas que son analizados para producir una señal eléctrica que es estudiada por una computadora mediante un software especialmente programado. Ya existen programas de cómputo, llamados redes neuronales, que permiten reconocer ciertos olores que son incluidos en una base de datos de la computadora mediante un proceso que se llama entrenamiento de la red neuronal. Sin embargo, ese sistema, bien conocido, no es capaz de responder cuando se le presentan olores nuevos, que no forman parte de su base de datos.

La frase: redes neuronales, surgió en la biología para referirse a las conexiones de neuronas en los cerebros, pero después se empezó a utilizar también para llamar así a procedimientos matemáticos estructurados con base en el funcionamiento de las neuronas. También se usa la frase redes neuronales para hablar de los programas de computadora (o software) que desarrollan las actividades indicadas por las matemáticas. Así mismo, se pueden fabricar circuitos eléctricos que hagan el trabajo que se indica en el software de las computadoras. Entonces, para evitar confusiones, a las redes neuronales de los cerebros de los animales se les llama: redes neuronales biológicas, mientras que a las basadas en las matemáticas se les llama:redes neuronales formales.

Regresando a la investigación acerca de los olores, los científicos del estudio que venimos mencionando afirman que su programa de cómputo sí logra clasificar olores agradables y desagradables en una escala de 30 puntos que va desde muy agradable hasta muy desagradable, incluyendo aromas que no forman parte de su base de datos.

El sistema de los científicos fue comparado con la opinión de israelíes residentes de ese país desde hacía varios años, encontrando una coincidencia de 80% con la predicción de la computadora. En cambio, al comparar solamente agradable con desagradable, la coincidencia fue de 99%.

El mismo procedimiento se utilizó con personas nativas de Etiopía, encontrando resultados similares con los hallados en el estudio de israelíes provenientes de Europa. La conclusión que presentan los científicos es que la percepción del olor se encuentra fuertemente arraigada en la estructura molecular cuya información es procesada por el cerebro.

Ellos afirman que esta clase de hallazgos tendrá aplicaciones en el monitoreo ambiental, en el desarrollo de películas que nos transmitan olores, lo mismo que en juegos, en música, y por supuesto, en la robótica.

III. Los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de muchas galaxias son capaces de destruir lo que se encuentra a su alrededor impidiendo su propio crecimiento.
Asa Bluck, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Nottingham, estudió imágenes de gran resolución del Telescopio Hubble, encontrando que los centros de galaxias muy lejanas emiten grandes cantidades de rayos X, una forma de radiación similar a la luz visible, pero con diferente frecuencia de oscilación de los campos eléctricos y magnéticos que la componen. Asa Bluck encontró que los agujeros negros supermasivos emiten tantos rayos X que casi toda la radiación de ese tipo en el universo proviene justamente de esa clase de agujeros negros.

Para ser más precisos, los agujeros negros presentan chorros de gas que están absorbiendo del medio que los rodea debido a la atracción gravitacional tan poderosa que ejercen. La imagen que se suele mostrar para explicar este fenómeno consiste en dibujar dos nubes con forma de conos opuestos, con vértices pegados al sitio en el cual se encuentra el centro de atracción gravitacional y de tal modo que ambos conos se abren hacia el infinito en direcciones opuestas. Además, hay alrededor un centro atractor, con forma de dona y similar a los anillos de Saturno.

Según los científicos, la radiación de rayos X se produce en ese disco y es capaz de calentar al gas circundante, haciéndolo ganar energía cinética, y por lo tanto velocidad, hasta hacerlo escapar del campo de atracción gravitacional del hoyo negro. De esa forma, la zona en la que se encuentra el agujero negro se queda sin gas suficiente para formar estrellas nuevas, ni para que sea absorbido por estrellas viejas. Así, las estrellas circundantes carecen de material que ellas puedan absorber para disponer de nuevo combustible, lo cual las lleva al envejecimiento.

El efecto general es que los rayos X producidos por los hoyos negros calientan tanto al gas circundante, que éste escapa hasta dejar vacío el corazón de la galaxia, generando la muerte de todas las estrellas. Se dice que una estrella muere cuando agota el combustible que está utilizando para producir luz, se enfría y se producen otros efectos cuya diversidad puede ser consultada en los libros que tratan sobre la evolución de las estrellas.

Teóricamente se considera que los hoyos negros están delimitados por una superficie que se le llama horizonte de eventos, que se localiza mediante un parámetro que se llama coordenada radial. Si la coordenada radial vale cero en el centro del hoyo negro y se empieza a contar, se dice que se llega al horizonte de eventos cuando el valor de esa coordenada radial es igual a un valor que se llama el radio de Schwarzschild.

La característica del horizonte de eventos es que toda la luz que se encuentra fuera de esa superficie sí puede escapar de la gravedad del agujero negro, mientras que la luz que está dentro del horizonte de eventos se encuentra atrapada dentro del hoyo negro.

Los hoyos negros supermasivos son los más grandes que pueden existir en una galaxia y su masa es cientos o miles de veces más grande que la masa de nuestro sol. Se piensa que la Vía Láctea, la galaxia en que vivimos, tiene hoyos negros supermasivos en su centro y que lo mismo ocurre con la mayoría de las galaxias.

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