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11/02/2021

Un escáner cuántico llega a lo más profundo del cerebro

Un escáner cuántico es capaz de medir sin interferencias y en tiempo real el campo magnético del cerebro, así como de observar la funcionalidad de sus 90.000 millones de neuronas. Puede prevenir posibles trastornos mentales como la epilepsia o la demencia.

Investigadores de la Universidad de Nottingham y del University College London han desarrollado un escáner cuántico que es capaz de prevenir posibles trastornos mentales observando la funcionalidad de todas sus neuronas.

El escáner se basa en el bombeo óptico, una tecnología que usa la luz para bombear electrones de un nivel de energía más bajo a otro más alto.

Incorpora la magnetoencefalografía (MEG) para medir los campos magnéticos generados por la corriente que fluye a través de conjuntos neuronales cuando se produce el bombeo óptico.

El resultado es un magnetómetro de bombeo óptico (OPM) que mide con capacidad cuántica todo el campo magnético del cerebro, según explican sus creadores, Hannah Coleman y Matt Brookes, en un artículo publicado en la revista Physics World. Esta tecnología se explica en un artículo publicado en 2017 en la revista NeuroImage.

El modelado matemático de estos campos magnéticos cerebrales genera imágenes en 3D que muestran fluctuaciones, momento a momento, en la corriente neuronal, explican los investigadores.

Debido a que son pequeños, estos dispositivos se pueden montar directamente en la superficie de una cabeza humana, aumentando la sensibilidad al eliminar el espacio de aislamiento térmico y acercar el sensor al cerebro.

Baratos y sencillos

Esto permite que la matriz de sensores se mueva con la cabeza, lo que hace que la medición MEG sea resistente al movimiento del sujeto.

También que puede adaptarse a cualquier tamaño de cabeza, lo que permite escanear a bebés y niños, así como a adultos, con el mismo sistema.

Además, los sistemas MEG basados ​​en OPM son ostensiblemente baratos de producir y ejecutar, por lo que se convierten en especialmente adecuados para el uso clínico, destacan los investigadores.

Una ventaja adicional es que el dispositivo elimina de los registros el campo magnético estático de la Tierra, lo que le permite obtener el campo magnético del cerebro sin interferencias.

Se trata del primer sistema de este tipo que consigue una cobertura completa de todo el cerebro, capaz de obtener mediciones sincronizadas de hasta 50 bombeos ópticos a la vez.

Cuántica y electromagnetismo

Esta combinación única de tecnología cuántica y teoría electromagnética hace posible realizar estudios de neuroimagen inimaginables, en los que los sujetos pueden moverse libremente e interactuar de forma natural con el mundo, insisten los investigadores.

Las demostraciones neurocientíficas del dispositivo realizadas hasta ahora han ido desde medir la actividad cerebral mientras alguien juega al ping-pong, hasta hacer grabaciones MEG mientras un sujeto explora un mundo virtual.

Gran parte del desarrollo técnico en curso se centra ahora en obtener imágenes del cerebro de los niños, lo que abre la posibilidad de nuevos estudios sobre el desarrollo neurológico, así como una nueva frontera en aplicaciones clínicas.

Una primera aplicación puede dirigirse a los niños pequeños que sufren epilepsia, ya que el nuevo dispositivo magneto-cuántico trasciende las limitaciones de las imágenes actuales que pueden obtenerse del cerebro en esas circunstancias: en ocasiones tienen dificultades para localizar donde está el problema.

El dispositivo permite asimismo registrar la actividad cerebral durante una convulsión. Para los pacientes con epilepsia, este dispositivo es también muy prometedor.

Asimismo, proporciona un mejor medio para evaluar a las personas con la enfermedad de Parkinson que luchan por permanecer lo suficientemente quietas durante la exploración cerebral por sistemas convencionales.

El dispositivo ofrece también la posibilidad de medir las conexiones que, cuando se rompen, originan graves trastornos de salud mental, un problema que afecta a una de cada cuatro personas en todo el mundo.

Por último, al registrar los cambios en las oscilaciones neuronales, el dispositivo magneto-cuántico puede generar marcadores nuevos y tempranos del inicio de la demencia.

Nuevo amanecer

Por todas estas características, los creadores de ese dispositivo consideran que han alcanzo un nuevo amanecer en el estudio de la función del cerebro humano.

Sobre todo, porque la nueva tecnología permite ir más allá del conocimiento de la estructura anatómica del cerebro para buscar tumores u otras anomalías.

Consigue algo mucho más profundo: acceder a la forma en que funciona el cerebro, ya que en muchas ocasiones es la función del cerebro la que se ve alterada y la que provoca trastornos como la epilepsia o algunas formas de demencia.

El nuevo dispositivo, y este es su principal logro, muestra lo que está haciendo el cerebro en cada momento, lo que permite evaluar la actividad eléctrica de sus aproximadamente 90 mil millones de neuronas gracias, por un lado, a la magnetoencefalografía y, por otro lado, a la mecánica cuántica aplicada al funcionamiento del cerebro.

11/02/2021

10/02/2021

OMS descarta que el SARS-CoV-2 escapara de laboratorio; más bien brincó de animal a humano

Durante una conferencia de prensa, Peter Ben Embarek, encargado de la misión que viajó a China para investigar el origen del SARS-CoV-2, afirmó que “es extremadamente improbable” que el virus saliera de un laboratorio; sin embargo, dio a conocer que entre las hipótesis que hay sobre su transmisión al ser humano, se encuentran que pudo haber sido a través de un huésped animal intermedio o por medio de algún alimento congelado de la cadena de frío

El jefe de la misión de la Organización Mundial de la Salud (OMS) que investigó el coronavirus en Wuhan, Peter Ben Embarek, consideró hoy “extremadamente improbable” que éste pudiera surgir de un incidente relacionado con un laboratorio.

“Es extremadamente improbable para explicar la introducción del virus en el ser humano”, aseguró el experto en zoonosis danés, por lo que estimó que esta hipótesis “no debe implicar estudios futuros sobre el origen del virus”.

En una rueda de prensa en Wuhan sobre los resultados de la misión, Ben Embarek reconoció que los “accidentes pueden ocurrir”, pero destacó que no había “ninguna publicación científica ni ningún informe en ningún laboratorio del mundo que hablase sobre este virus o alguno similar a él”.

Asimismo, dijo que han debatido con el personal de “muchos laboratorios en la región” la hipótesis de un posible escape y que comprobaron sus “estrictos protocolos de seguridad”.

También desestimó la posibilidad de que algo así pudiese haber ocurrido en el laboratorio P4 de máxima seguridad biológica del Instituto de Virología de Wuhan, que la misión visitó durante su estancia en la ciudad.

“Vimos cómo era y es muy improbable que se escapara de ahí. Es extremadamente raro que ocurra eso”, afirmó.

El científico danés dijo que tienen que adoptar una “aproximación racional respecto a esa hipótesis” y tratar de alejarse de “visiones personales o sentimientos subjetivos” para que “todo el mundo pueda analizarlo”.

Ben Embarek aseguró que, tras sus dos semanas de investigación sobre los orígenes del virus en Wuhan, todo continúa señalando a que el SARS-CoV-2 procede de los murciélagos.

“Todo el trabajo que se ha hecho para identificar su origen continúa señalando a una reserva de este virus o de un virus similar en poblaciones de murciélagos”, afirmó.

También indicó que no hay “grandes evidencias” de la transmisión del virus antes de diciembre de 2019 en Wuhan y destacó dos hipótesis como las más probables para su transmisión al ser humano: a través de un huésped animal intermedio o por medio de algún alimento congelado de la cadena de frío.

Respecto a esta última hipótesis, que China resalta como una de las posibles vías de la llegada del SARS-CoV-2 al gigante asiático, Ben Embarek explicó que analizan dos teorías: la introducción del virus en el ser humano a través de un individuo en particular o por medio de un foco, como el del mercado de pescado y mariscos de Huanan en Wuhan.

“Tenemos que insistir en el estudio de la cadena de frío como fuente de transmisión, sabemos que el virus puede aguantar mucho tiempo pero aún no cómo se transmite, requiere mucho trabajo aún”, dijo.

En cuanto al mercado, afirmó que desconocen todavía cómo llegó el virus a él y cómo se extendió, aunque indicó que “fue probablemente el lugar donde una propagación masiva pudo ser fácil”, pero recalcó que hubo otros casos simultáneos en Wuhan no relacionados con Huanan.

Por su parte, el jefe del equipo de expertos chinos que investigó el coronavirus, Liang Wannian, aseveró que éste pudo haber circulado en otros lugares antes que en la ciudad china, donde no hay “suficiente evidencia” de que estuviera presente antes de diciembre de 2019.

Liang afirmó que la circulación temprana del SARS-CoV-2 se produjo varias semanas antes de que se detectaran los primeros casos, lo que “puede explicar el fallo de su detección en otras regiones” fuera de China.

09/02/2021

Así es como se forman las monstruosas plagas de langosta

Científicos descubren una feromona que provoca la formación de las devastadoras plagas de langosta, como si se tratara de un ‘perfume irresistible’ para ellas

La pandemia de covid-19 no es la única calamidad del último año: las plagas de langosta migratoria han devastado cultivos en varias regiones del mundo, un fenómeno vinculado a una feromona irresistible, según un estudio publicado este miércoles.

Individualmente, esta langosta es bastante inofensiva, pero puede transformarse, cambiar de color y unirse a sus congéneres en nubes de millones de individuos.

Según un estudio publicado reciéntemente en la revista científica Nature, el secreto de esta metamorfosis está relacionado con una feromona: casi como un perfume irresistible, la sustancia química es emitida por el insecto tan pronto como se encuentra cerca de un puñado de sus semejantes.

Efecto bola de nieve, la feromona atrae a otros individuos que se unen al grupo y comienzan también a emitir esa sustancia, la 4-vinilanisol o 4VA.

Este descubrimiento se produce en momentos en que las plagas de langostas han devastado cultivos en África oriental y amenazan el abastecimiento de alimentos en Pakistán.

El estudio permite prever algunas aplicaciones, como la creación de langostas genéticamente modificadas que estarían privadas del detector de la feromona, o la instalación de trampas para atraer a los insectos.

Los investigadores han experimentado con trampas de feromonas, instalándolas en entornos controlados y en campos, que realmente atrajeron a las langostas.

Es relativamente eficaz, incluso si se necesita una optimización y ajustes para pasar de la experimentación a una aplicación práctica”, comentó uno de los autores, Le Kang, de la Academia de Ciencias de China.

Una modificación genética de esas langostas podría también permitir “un control sostenible y verde” de esas plagas, apuntó el científico.

Pero eso requeriría esfuerzos a largo plazo, y una “evaluación estricta de la seguridad biológica antes de su aplicación”, agregó.

Para Leslie Vosshall, investigadora de la Universidad Rockefeller, quien no participó en el estudio, la perspectiva más entusiasta sería encontrar una sustancia química que bloqueara la recepción de la 4VA.

El descubrimiento de tal molécula proporcionaría un antídoto químico a la agrupación de los insectos, y devolvería a las langostas a su vida pacífica y solitaria”, comentó.

Sin embargo, destacó que hay muchas incógnitas, especialmente saber si esta feromona es la única responsable del comportamiento gregario de las langostas.

08/02/2021

Se rompe uno de los icebergs más grandes de todos los tiempos

Imágenes satelitales indican que el iceberg A-68A, uno de los más grandes en toda la historia, se rompió en varios pedazos

Imágenes de satélite han revelado que el otrora colosal iceberg A-68A se ha roto en varios pedazos. Podría indicar el final de la amenaza ambiental de la A-68A para Georgia del Sur.

Uno de los icebergs más grandes de todos los tiempos, el A-68A se desprendió de la plataforma de hielo Larsen-C en 2017 y ha sido monitoreado de cerca en los últimos meses mientras se acercaba peligrosamente a la isla de Georgia del Sur en el Atlántico Sur.

La posición cercana del iceberg a la isla remota generó temores de que se anclaría a la costa e impactaría el frágil ecosistema que prospera alrededor de la isla, a través del raspado del lecho marino o la liberación de agua dulce fría en el océano circundante.

En diciembre de 2020, el iceberg cambió de dirección, ya que las corrientes de la superficie del océano dirigidas por la batimetría del fondo del mar lo desviaron en dirección sureste lejos de la isla, perdiendo una gran cantidad de hielo en el proceso.

Las imágenes, capturadas por la flota de satélites Copernicus, han trazado el proceso del A-68A en su viaje a lo largo de los últimos tres años. Los últimos datos provenientes de la misión de radar Copernicus Sentinel-1 muestran que el iceberg sufrió más daños en 2021 cuando un nuevo iceberg se desprendió de la A-68A la semana pasada.

La losa más pequeña, rápidamente nombrada A-68G por el Centro Nacional de Hielo de EE.UU., mide aproximadamente 53 km de longitud y alrededor de 18 km en su punto más ancho.

Poco después, se desarrolló una gran grieta donde A-68G se desprendió, lo que resultó en el desprendimiento casi inmediato de dos icebergs adicionales: A-68H (alrededor de 20 km de largo y 9 km de ancho) y A-68I (alrededor de 30 km de largo). y 5 km de ancho en su punto más ancho), informa la ESA. Los icebergs antárticos se nombran a partir del cuadrante antártico en el que fueron avistados originalmente, luego un número secuencial, luego, si el iceberg se rompe, una letra secuencial.

El iceberg principal A-68A, que alguna vez fue el más grande del mundo, ahora mide solo unos 60 km de largo con un ancho máximo de 22 km. El grupo colectivo de icebergs parece estar separándose, con la A-68H moviéndose hacia el norte, aproximadamente a 130 km de Georgia del Sur.

El iceberg principal A-68A parece moverse hacia el sur y actualmente se encuentra a unos 225 km de Georgia del Sur. Este último evento de disgregación podría indicar que lo más probable es que los icebergs se alejen de la isla y ya no amenacen la vida silvestre de la isla.

08/02/2021

Los humanos fuerzan a los animales a alejarse de su hábitat un 70% más para sobrevivir

Por primera vez se ha calculado el impacto global de la actividad humana en el movimiento de los animales, revelando impactos generalizados que amenazan la supervivencia y la biodiversidad

Que la actividad humana supone una amenaza para la supervivencia de las especies y la biodiversidad, se sabía. Ahora, un estudio científico cifra por primera vez el alcance del impacto de los humanos sobre la vida de los animales, sus movimientos y hábitats y advierte de que las consecuencias son “profundas”.

Para la investigación, los científicos recopilaron y analizaron 208 estudios sobre 167 especies animales a lo largo de 39 años para ver cómo afectaban las perturbaciones humanas a sus desplazamientos.

Evaluaron especies de todo tipo, desde la mariposa naranja dormilona de 0,05 gramos hasta el gran tiburón blanco de más de 2.000 kilos; en total, estudiaron 37 especies de aves, 77 de mamíferos, 17 de reptiles, 11 de anfibios, 13 de peces y 12 de artrópodos (insectos).

Además, los científicos tuvieron en cuenta las actividades que cambian el hábitat de los animales como la tala de árboles o la urbanización y otras, aparentemente no tan invasivas, como la caza, la actividad militar o el ocio y el turismo.

“Es vital que comprendamos la escala del impacto que los humanos tienen sobre otras especies animales”, porque alterar los movimientos de los animales puede tener consecuencias “profundas” como “mermar sus recursos, sus posibilidades de supervivencia, y sus tasas de reproducción, y provocar aislamiento genético e incluso su extinción local”, advierte Tim Doherty, ecólogo de la Universidad de Sydney y autor principal del estudio.

La investigación, hecha por científicos de la Universidad de Sidney y la Universidad de Deakin (Australia) y publicada este lunes en Nature Ecology & Evolution, concluye que la caza, los aviones, la actividad militar o el ocio modifican mucho más el comportamiento de los animales y sus desplazamientos que otras acciones humanas como la tala o la urbanización.

Según el estudio, estas perturbaciones “episódicas” provocan un cambio global del 35% en los desplazamientos (aumento y disminución) mientras que las modificaciones del hábitat (talas, agricultura, urbanización…) provocan un cambio del 12%.

El estudio cifra el aumento de los desplazamientos de los animales lejos de su hábitat en el 70% y las disminuciones de los movimientos de los animales en el 37%.

Esta “reestructuración global” de los movimientos de los animales provocadas por la actividad del hombre tiene impactos potencialmente profundos en las poblaciones de animales, las especies y los procesos de los ecosistemas, advierte el estudio.

“Los animales adoptan mecanismos de comportamiento para ajustarse a la actividad humana, como huir o evitar a los humanos, desplazarse más lejos para encontrar comida o pareja, o encontrar un nuevo refugio para evitar a los humanos o a los depredadores”, detalla Doherty.

La reestructuración de los movimientos no solo tiene consecuencias directas sobre las especies animales, sino que también tiene efectos secundarios que repercuten en importantes procesos ecológicos como la polinización, la dispersión de semillas o la renovación del suelo.

A la vista de los resultados del estudio, Doherty propone mejorar la gestión de la biodiversidad animal, reforzar la protección de los paisajes relativamente poco afectados por el impacto humano, como el entorno marino, y extenderla la protección legal a más áreas salvajes.

En cuanto al impacto de las perturbaciones “episódicas”, sugiere gestionar “cuidadosamente” actividades como la caza y el turismo en los espacios naturales, especialmente durante los periodos de cría de los animales.

Y “cuando la modificación del hábitat sea inevitable, recomendamos que el conocimiento del comportamiento de los movimientos de los animales sirva de base para el diseño y la gestión del paisaje, con el fin de garantizar los movimientos de los animales”, añade Doherty.

Reducir el impacto negativo de la actividad humana en el movimiento de los animales será vital para asegurar la biodiversidad en un mundo cada vez más dominado por el hombre, concluye.

08/02/2021

Con radiografías, las y los médicos pueden detectar falsos negativos de pacientes COVID

Se trata de una herramienta de apoyo al diagnóstico basada en inteligencia artificial para evaluar pacientes con SARS-COV-2 a partir del análisis automático de radiografías convencionales de tórax.

Resulta indiscutible que el futuro del diagnóstico en medicina pasa por la estrecha cooperación entre médicos e ingenieros.

Y en la batalla contra COVID-19, los médicos no están solos. Los ingenieros también nos hemos embarcado en la tarea de frenar la pandemia.

Concretamente, y ante la significativa carga de trabajo que el diagnóstico y la evaluación de la covid-19 supone para los expertos en radiología, hemos puesto en marcha CoronavIAruX.

Se trata de una herramienta de apoyo al diagnóstico basada en inteligencia artificial para evaluar pacientes con SARS-COV-2 a partir del análisis automático de radiografías convencionales de tórax.

Protocolos de diagnóstico de COVID-19
Es bien conocida por todos la utilidad del test RT-PCR para diagnosticar la infección por el coronavirus SARS-CoV-2.

Lo que la mayoría desconoce es que el protocolo estándar de diagnóstico clínico recomienda complementar esta prueba con una radiografía simple de tórax. Entre otras cosas, para reducir el número de falsos negativos de la RT-PCR.

Se recurre a esta técnica de imagen porque, debido a la afectación primaria del sistema respiratorio, la infección por COVID-19 deja evidencias radiológicas de neumonía visibles bajo los rayos X.

Concretamente, la neumonía asociada a este padecimiento produce sombras en los pulmones conocidas como opacidad de vidrio esmerilado. Estas opacidades suelen aparecer con una distribución periférica o posterior, principalmente en los lóbulos inferiores y con menos frecuencia en el lóbulo medio derecho.

A esto se suma la enorme ventaja de que hablamos de un método rápido, poco invasivo, de bajo coste, y que requiere de una logística muy sencilla para su realización.

De ahí que, desde febrero de 2020, la Organización Mundial de la Salud (OMS) considere la radiografía de tórax criterio diagnóstico y de evaluación de la infección por SARS-CoV-2. En la misma línea, la Sociedad Española de Radiología de Urgencias también la recomienda en sus pautas oficiales.

Daños pulmonares por COVID-19 incluso en asintomáticos
En los dos primeros días de la infección, el 50 por ciento de los pacientes de COVID-19 ya muestra lesiones pulmonares parenquimatosas, superando el 90 por ciento entre los tres y cinco días.

Lo sorprendente es que esto ocurre incluso en pacientes asintomáticos. Por ello, complementar la RT-PCR con una radiografía de tórax mejora la sensibilidad en el diagnóstico, reduciendo significativamente el número de falsos negativos.

Es importante porque los falsos negativos son precisamente el talón de Aquiles de la prueba RT-PCR, cuya sensibilidad oscila entre el 70 y 90 por ciento. Otra ventaja importante es que la radiografía está lista en cuestión de minutos.

La única cosa en contra al uso de esta técnica es que su despliegue masivo tiene un significativo cuello de botella: la necesidad de radiólogos expertos para interpretar y analizar las imágenes.

Adicionalmente, el análisis individual de la radiografía de tórax, tal y como lo conocemos, también adolece de una baja sensibilidad, lo que sugiere la necesidad de herramientas complementarias de análisis computerizado.

En este contexto, los sistemas de diagnóstico asistidos por computadora tienen la capacidad de ayudar a los radiólogos a interpretar con mayor rapidez y precisión las imágenes de radiografía para detectar casos de COVID-19.

CoronavIAruX
Apoyados en la capacidad que los modelos basados en inteligencia artificial tienen para obtener información que incluso está oculta al ojo humano, investigadores de la Universidad de Antioquia, la Johns Hopkins University y la Universidad Politécnica de Madrid hemos desarrollado un prototipo de sistema computarizado de diagnóstico de COVID- 19 y de evaluación del grado de afectación de los pulmones a partir de imágenes radiológicas de tórax.

Dicho sistema ha sido desplegado en un prototipo de aplicación en la nube siguiendo un modelo de software como servicio.

La herramienta proporciona un método objetivo complementario, mínimamente invasivo para el diagnóstico, que evalúa el grado de afectación por la covid-19. Alcanza una precisión por encima del 90 por ciento, superior incluso a la alcanzada por los expertos en radiología.

Además, proporciona evidencias con capacidad diagnóstica en estadios incipientes de la enfermedad (los cinco primeros días).

La herramienta también identifica el área de mayor afectación y permite cuantificar de forma objetiva lo extenso de la infección. Sin olvidar que reduce significativamente el tiempo dedicado por los expertos en radiología a la evaluación de cada paciente.

Para el entrenamiento de los modelos computacionales se ha compilado una base de datos de más de 70 mil imágenes que han sido extraídas de distintas fuentes públicas.

El corpus contiene radiografías correspondientes a tres clases principales: pacientes con COVID-19 (8 mil 500 imágenes cedidas por HM Hospitales y el Banco de Imagen de la Región Valenciana), pacientes con otros tipos de neumonías (de origen vírico, bacteriano o fúngico, e incluyendo diversas comorbilidades), y sujetos de control.

Con objeto de compensar el sesgo que podría introducir el desbalance de clases, el corpus de imágenes se completó con técnicas de síntesis para el aumento de datos.

Se trata del primer sistema de estas características que ha sido entrenado con un volumen de datos a mediana-gran escala, evidenciando la utilidad de combinar inteligencia artificial con técnicas simples de imagen médica para mejorar el diagnóstico de la enfermedad.

Aunque CoronavIAruX es aún un proyecto en desarrollo, si se cumplen las previsiones contribuirá de forma significativa a reducir la carga de trabajo del especialista en radiología, ayudándole a realizar un diagnóstico certero, rápido y objetivo.