Moscas para detectar explosivos

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Foto Wikipedia

Que descansen los perros y trabajen las moscas. Científicos descubrieron que la mosca de las frutas Drosophila melanogaster no solo detecta el olor de frutas podridas sino un amplio conjunto de químicos asociados con explosivos, productos de combustión y drogas ilícitas.

Una nariz privilegiada, según el estudio publicado en Bioinspiration and Biomimetics.

El hallazgo abre la posibilidad futura de que los sensores en la antena de la mosca puedan ser integrados en narices electrónicas, tornando los dispositivos mucho más rápidos y sensibles a un extenso rango de químicos. Esas narices-e pueden ser usadas en muchas aplicaciones, desde el monitoreo de la salud al examen de calidad de los alimentos y el manejo ambiental, así como a la aplicación de la ley.

El profesor Thomas Nowotny, de la Universidad de Sussex informó que estaban estudiando esas moscas cuando hallaron, contrario a sus expectativas, que olores no familiares como los de los explosivos no solo eran reconocidos son que lo habían con mucha precisión, como aquellos olores importantes para el insecto.

En el estudio los científicos de Sussex, Monash University y Csiro de Australia registraron cómo las neuronas receptoras olfativas de las moscas respondían a 36 químicos relacionados con el vino –que representa las frutas fermentadas que hacen parte de la dieta de las moscas- y a 35 químicos relacionados con materiales peligrosos.

Los resultados mostraron que las respuestas de los receptores permitieron que un computador clasificara la mayoría (29 de 36) de los químicos relacionados con el vino y una gran proporción (21 de 35) de los químicos peligrosos.

La mayor precisión se logró con 20 receptores, pero incuso con 10 la exactitud era del 90%. La mosca tiene 43

Los investigadores deben identificar cuáles son esos 10 para poder usarlos luego en la deseada nariz electrónica.

Las narices-e actuales tienen entre 2 y 18 sensores al óxido, mientras la mayoría de los insectos tiene de 50 a 300 sensores biológicos que funcionan en escalas de milisegundos, 1.000 veces más rápido que los del óxido de metas.

Las 10 noticias científicas de la semana (29-3)

Astrofísica, Astronomía, Física, Genética, Medicina, Neurociencias, Salud, Tecnología, biología Sin Comentarios

1. La amenazada vida del guepardo

Es el animal terrestre más veloz, pero de 100.000 individuos que había en 1900 solo quedan menos de 10.000 ¿A qué se debe el declive? Científicos decían que se debía a que este eximio cazador no es más fuerte que otros como la hiena y los leones, que le quitaban las presas luego de ese gran gasto energético en su cacería. Un estudio aparecido en Science sugiere que esa no es la razón, pues al analizar se encontró que para que la población diezmara se requeriría que los competidores le quitaran 50% o más de las presas que cazan, lo cual no es el caso. La culpa, ahora parece clara: la pérdida de hábitat y, como es usual hoy, la intervención humana. Foto cortesía Johnny Wilson.

2. Bienvenido: Escuela de reptiles

Un estudio publicado en Animal Cognition reveló por primera vez que los reptiles pueden aprender nuevas habilidades a través de la imitación real de la conducta de otros. No se trata de emulación sino de imitar: no solo el individuo copia lo que ve sino que entiende la intención detrás de la acción. Aprendizaje social que no se había reportado en estos animales. El estudio se realizó con dragones barbados (Pogona vitticeps).

3.Una superexplosión

Fue como el acabose. Y debió serlo en su entorno, pero menos mal estamos a 60 años luz. El satélite Swift de la Nasa detectó la secuencia más potente, caliente y fuerte de una llamarada solar jamás detectada, en una vecina enana roja. La serie fue 10.000 veces más potente que cualquiera registrada hasta hoy. Alcanzó temperaturas de 200 millones de grados Celsius, más de 12 veces más caliente que el centro del Sol. La superllamarada provino de una de las dos estrellas del sistema binario DG CVn. La detección se hizo el 23 de abril pasado.

4. Genes que vuelan bien

Si quiere saber para dónde van las mariposas, estudie sus genes. Bueno, no exactamente así, pero científicos publicaron en Nature que secuenciaron el genoma de 101 mariposas monarca de todo el globo, incluidas aquellas que no migran. La migración de estos insectos es una maravilla y ha intrigado a la ciencia. Los investigadores identificaron genes específicos que mejoran la función muscular en el vuelo sugiriendo que las grandes distancias que cubren en su viaje pudieron ayudar a seleccionar esos rasgos requeridos para volar con suma eficiencia. También hallaron un gen relacionado con su coloración, gen que no se había relacionado antes con la pigmentación.

5. Mi primo, el planeta

Se han hallado planetas girando en torno a una estrella, que son la mayoría de los detectados hasta ahora. U otros que orbitan una estrella de un sistema binario de estrellas. Por primera vez se encontraron dos planetas enormes tipo Júpiter, cada uno girando alrededor de las estrellas de un sistema binario Wasp-94A y Wasp-94B. Un nuevo abanico de posibilidades. El estudio apareció en Astronomy and Astrophysics.

6. Revirtiendo el alzheimer

Un pequeño estudio mostró que una novedosa técnica mejoró la capacidad mental en 9 de 10 pacientes con alzheimer en un período de 3 a 6 meses. Fue publicado en Aging. Se trata de un programa terapéutico de unos 14 elementos, del yoga a la reducción de carbohidratos, vitamina D3, aceite de pescado, melatonina entre otros. El programa fue desarrollado de Dale Bredesen, de la Universidad de California. Aunque pequeña la muestra, será replicada en grupos más grandes.

7. Los lentes de la invisibilidad

Científicos de la Universidad de Rochester desarrollaron un dispositivo para ocultar cosas a la vista, una clase de lentes que actúan en diferentes longitudes de onda de la luz y permiten que ‘desaparezca’ lo que se mira’. Los materiales usados, dijeron los investigadores, son ordinarios y baratos. El dispositivo dobla la luz y la envía a su centro, por lo que no es perfecto, teniendo la región invisibilizada forma de dona, un problema en el que ya trabajan. El avance fue presentado en Optics Express.

8. Pensé que era un árbol

Decenas de miles de murciélagos mueren contra las aspas de los montajes de energía eólica, una situación que preocupa a los investigadores. La mortalidad aumenta cuando hay poco viento. La mayoría de las víctimas son murciélagos que habitan en los árboles. Un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences reveló que estos mamíferos son atraídos hacia las turbinas porque al parecer las ven como árboles, conclusión obtenida luego de analizar distintas variables y condiciones. Los casos de murciélagos de cuevas que mueren en las aspas son muchos menos.

9. Daños colaterales

No es extraño que en casos de neumonía se presenten fallas cardiacas, una relación que no se había esclarecido… hasta ahora. Investigadores hallaron pruebas sólidas de que la bacteria Streptococcus pneumoniae, la casa más común de adquirir neumonía, deja pequeñísimas lesiones en el corazón, que fueron detectadas en ratones, monos macacos y en autopsias en humanos. El estudio fue publicado en Plos Pathogen.

10. Encuentran la cuna del VIH

Una investigación liderada por científicos de las Universidades de Oxford y Leuven reconstruyó la historia genética del VIH-1 grupo M, que provocó la pandemia que se diseminó por todo el globo terráqueo. El resultado: se originó en Kinshasa (República Democrática del Congo) hacia 1920, con una seguridad del 95% que ocurrió entre 1909 y 1930. El VIH se ha transmitido de los grandes simios a los humanos al menos 13 veces pero solo una de esas originó la pandemia que ha infectado a más de 75 millones de personas. Entre 1920 y 1950 se juntaron varios factores como el crecimiento urbano, el desarrollo de los ferrocarriles en la colonia belga y cambios en el comercio sexual, que dieron paso a la presencia del VIH y su transmisión inicialmente a África y luego a todo el mundo. El estudio se publicó en Science.

La huella digital es el rostro

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No tiene que colocar las huellas para entrar o para registrarse. Ponga la cara y listo. La próxima cosa en biométrica será una imagen termal que mapee los vasos sanguíneos bajo la piel de la cara y que será prácticamente imposible de falsear.

En una edición próxima del International Journal of Computational Intelligence Studies, un grupo de Jadavpur University en Calcuta, India, explica que el patrón de los vasos debajo de la piel es exclusivo, así como las huellas digitales, el iris u otra característica. Esa ‘red’ puede revelarse con una cámara de imagen infrarroja.

Huellas plásticas se usan para proveerse otra identidad, así como lentes de contacto se usan para simular otro iris, lo cual puede utilizar un impostor para pasar medidas biométricas de seguridad.

Pero sería casi imposible crear una máscara real con el patrón de vasos sanguíneos en el rostro de una persona. Sin importar cuán bien esté hecha, los vasos sanguíneos del falsificador serían detectados por la cámara.

Ayan Seal y colegas desarrollaron un algoritmo que puede analizar la minucia de los vasos revelados por una cámara de infrarrojos en el rostro de una persona. El termograma revela el patrón de esos vasos casi hasta la más pequeña capilaridad con una precisión de más del 97 por ciento. Un nivel suficiente para aplicaciones de alta seguridad.

Y si el reconocimiento de rostros es aceptado por sistemas de seguridad, las imágenes termales llevan este rasgo humano al plano subcutáneo.

Ponga la cara.

Mi selección: 10 hechos científicos de la semana

Astronomía, Cambio climático y ambiente, Física, Geología, Medicina, Salud, Tecnología, biología Sin Comentarios

1. Adiós a un servidor

El observatorio espacial Heschel, de la Agencia Espacial Europea, cerró sus ojos esta semana luego de 3 años de andar dedicado a observar el frío universo. Lanzado en mayo de 2009, el martes se agotó el refrigerante, 2.300 litros de helio líquido, que permitían mantener los instrumentos en el cero absoluto. La confirmación de su muerte, que estaba prevista, provino de la estación terrestre en Australia occidental, que comprobó un aumento exagerado en la temperatura de todos los equipos. En su vida hizo más de 35.000 observaciones durante más de 25.000 horas de valiosos datos científicos en 600 programas.

En la foto de ESA, el observatorio contra la región Vela C de formación estelar.

2. El extraño insecto que voló

Durante las primeras horas de una mañana el verano pasado en el laboratorio de robótica de Harvard, un insecto alzó vuelo. De la mitad del tamaño de un clip para papeles y con un peso menor a 1/10 de gramo, se elevó varios centímetros, se detuvo un momento, batió sus alas y se desplazó por el cuarto. El primer insecto-robot probado con éxito, cuyo logro apenas acaba de divulgar el estudiante Pakpong Chirattanamon. Fue culminación de más de una década de esfuerzos de diversos científicos. El reporte se publicó en Science.

3. Una molécula que nos envejece

La región del cerebro que controla el crecimiento, la reproducción y el metabolismo también inicia el proceso de envejecimiento según un estudio publicado en Nature, un hallazgo que podría conducir a tratamientos para enfermedades relacionadas con el envejecimiento, permitiendo quizás que las personas vivan más.

Dongsheng Cai, fisiólogo del Albert Einstein College of Medicine en Nueva York y colegas rastrearon en el cerebro de ratones la actividad de NF-kB, una molécula que controla la transcripción de ADN y participa en la inflamación y la respuesta del cuerpo al estrés.

Encontraron que la molécula es más activa en el hipotálamo cuando el ratón se hace mayor.

Exámenes posteriores sugieren que esa actividad ayuda a determinar cuándo los ratones exhiben señales de envejecimiento.

4. Otro virus que brinca

Más de 126 casos confirmados en China y 26 muertes tiene a su cargo hoy el virus de la influencia aviar H7N9, cuya transmisión se ha dado de animal a humano aunque no se descarta que algún caso haya sido entre personas. Tampoco se tiene mucha claridad sobre el origen de la virulenta cepa que por ahora está confinada a ese país asiático pero que ha generado la alerta de la Organización Mundial de la Salud. Los rasgos genéticos del virus fueron puestos en internet por los científicos chinos para el estudio de la comunidad científica internacional.

5. Un mal regreso al pasado

Hace más de 3 millones de años que la Tierra no tenía las concentraciones de dióxido de carbono que exhibe hoy: casi 400 partes por millón de acuerdo con el Observatorio de Mauna Loa, una revelación conocida mientras en Bonn delegados de 160 países trataban de allanar el camino hacia un pacto que permita poner en cintura las emisiones de gases de invernadero. Al comienzo de la revolución industrial la concentración era de 280, lo que muestra la incidencia que hemos tenido los humanos en su crecimiento.

6. Anti, sí anti-materia, anti-gravedad

En un artículo en Nature Communications físicos de la Universidad de California en Berkeley y colegas del experimento Alfa en el CERN -Gran Colisionador de Partículas- reportaron la primera medición directa del efecto de la gravedad en la antimateria, específicamente en un antihidrógeno en caída libre. Aunque aún no es definitiva .la incertidumbre es 100 veces la medida esperada- el experimento el camino hacia una respuesta definitiva a la pregunta fundamental de si la materia cae hacia arriba o hacia abajo.

7. Choque esos dos

A la lista creciente de exoplanetas hay que sumarle otros dos hallados con el observatorio espacial Kepler, el espectrógrafo de alta precisión Harps-N del ESO y el espectrógrafo Sophie. Se trata de KOI-200 y del KOI-889-b. KOI: es Kepler Object of Interest. Ambos tienen cerca de la masa de Júpiter y órbitas excéntricas de menos de 10 días, residiendo muy cerca de sus estrellas. A la fecha se conocen 884 planetas extrasolares en 692 sistemas planetarios.

8. Si por acá llueve…

No es sencillo imaginarse un huracán 20 veces el tamaño de esos mortíferos que vemos en la temporada de huracanes en el Caribe. Bueno, la sonda Cassini que hace años transita por el sistema de Saturno encontró uno en el planeta de los anillos. Detectó un vórtice como esos asociados al tiempo dentro de un misterioso chorro con patrón hexagonal en el polo norte. Cuando Cassini llegó a Saturno en 2004 el invierno no dejaba ver, pero ahora, tras el equinoccio saturniano de 2009, hay más luz y pudo detectar la tormenta.

9. Esto se nos dañó

Un estudio publicado el viernes en Geophysical Resaerch Letters reveló cómo el calentamiento global con el aumento de las concentraciones de dióxido de carbono cambiará los patrones climáticos y provocará más fenómenos extremos como sequías y precipitaciones. Por cada 0,5°C que aumente la temperatura la lluvia fuerte en el planeta aumentará 3,9% y la más ligera 1%, lo que no son buenas noticias.

10. Se deja ver 105 años después

Dicen que solo mató una persona en 1908 pero devastó más de 2.000 kilómetros cuadrados: el impacto de Tunguska en remota zona de Siberia, que se cree se debió a un meteorito pero que al no encontrarse restos algunos optaban por una explicación algo llamativa: el coletazo de un cometa. Dada la lejanía y las dificultades en las comunicaciones, como la convulsión sociopolítica en Rusia una comisión llegó al lugar varios lustros después. Ahora el jueves científicos anunciaron haber descubierto posibles fragmentos del meteorito. La publicación se hizo en MIT Technology Review y demandará estudios adicionales. ¿Principio del fin del misterio?

El hombre que estrenó cráneo

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Una nueva aplicación para la tecnología de impresión 3D: remplazar cráneos.

Sí: mediante esa tecnología médicos implantaron el 75% del cráneo de un hombre, desarrollo aprobado por la FDA en febrero. El implante se hizo el 4 de marzo, reportó Tech News Daily. Este fue elaborado con base en una clase de termoplástico llamado polieterketoneketona (PEKK), un material moldeable a cierta temperatura que regresa a cierto estado cuando se enfría. A diferencia de la mayoría d ellos plásticos, las largas cadenas de polímeros de los termoplásticos no se quiebran durante el proceso de mezcla.

Como toda impresión 3D, el proceso comienza con un escan digital para usar como patrón. En este caso puede ser un escan CT o MRI del cráneo de la persona. Luego el printer hace una nueva versión de la pieza que falta, capa a capa. La versión impresa semeja un cráneo real de varias maneras, pero adiciona detalles de la superficie y los bordes del implante para fomentar el crecimiento celular. Esto puede ayudar además a que el hueso existente se una al implante con mayor facilidad.

El producto específico para la persona puede tardar dos semanas.

De la tecnología se podrían beneficiar personas que sufran accidentes en autos o traumas en la cabeza, así como aquellos con tejido óseo canceroso en el cráneo. Los implantes plásticos son livianos, no se corroen y no activan detectores de metales.

El implante del cráneo en 3D fue hecho por una compañía llamada Oxford Performance Materials, aunque la compañía envía al extranjero sus implantes esta fue la primera vez que se hace en Estados Unidos.

Nota: Una impresora 3D realiza ‘impresiones’ de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir del diseño hecho por un computador, según la definición de Wikipedia.

Dibujo cortesía OPM

¿De qué color era el pelo de Cristóbal Colón?

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¿De qué color eran los ojos de Cristóbal Colón o los de Miguel Ángel? ¿Y cuál era el color del pelo de Leonardo da Vinci?

Puede que existan referencias y dibujos, pero ¿certezas? Y ¿los ojos de Bolívar?

Científicos lograron, mediante el uso de ADN identificar el color de ojos y cabellos de personas muertas hace cientos de años, algo que podría venir bien a la idenificación de víctimas tan necesitada en países como Colombia.

Sí: al comparar los genomas de miles de personas, identificaron variaciones genéticas en 24 puntos del genoma humano ligadas al color de ojos y pelo. Ahora científicos polacos y holandeses desarrollaron más el sistema para conocer además la apariencia de las personas que fallecieron hace tiempo.

“Somos capaces de conocer la apariencia de personas que murieron hace cientos de años”, dijo a LiveScience Wojciech Branicki, genetista del Institute of Forensic Research y Jagiellonian University en Cracovia, Polonia.

Los investigadores analizaron el ADN del general Wlasdyslaw Sikorski, nacido en 1881 y muerto en 1943 en la II Guerra Mundial, comandante en jefe de las fuerzas armadas polacas y primer ministro del gobierno polaco en el exilio. Murió en un accidente de aviación en Gibraltar.

Al analizar genes de uno de sus dientes, confirmaron que tenía ojos azules y pelo rubio, como muestran retratos pintados varios años después de su muerte.

“Este sistema puede ser usado para resolver controversias históricas donde no existan fotografías a color ni otros registros”.

Su sistema, llamado HirisPlex, puede predecir los colores azul o café del ojo con una precisión del 94%. Cuando se trata del color del cabello la exactitud es del 69,5% para el rubio, 78,5 para el café, 80% para el rojo y 87,5 para el negro.

Para las muestras medievales, en la que el ADN está relativamente degradado, el sistema logra predecir el color en restos de unos 800 años de antigüedad.

Los investigadores identificaron una misteriosa mujer de los siglos 12 a 14 enterrada en la cripta de Benedicto Abbey en Tyniec, cerca a Cracovia, en donde se esperaba que solo hubiera restos de monjes. Los resultados sugieren que su pelo tenía color rubio oscuro o café y ojos cafés.

En la foto, el cráneo del general polaco Sikorski, cortesía Jolanta Draus-Barini, Susan Walsh, Ewelina Pospiech, Tomasz Kupiec, Henryk Glab, Wojciech Branicki and Manfred Kayser

Casi lista la supercomputadora Titán

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Quién pudiera tener un ‘monstrico’ de estos: el Laboratorio Oak Ridge del Departamento de Energía de Estados Unidos lanzó una nueva era de supercomputación científica con Titán, un sistema capaz de realizar más de 20.000 trillones de cálculos por segundo empleando una familia de procesadores denominados unidades de procesamiento gráfico creadas en un principio para juegos.

Titán será 10 veces más potente que el sistema Jaguar, sobreponiéndose a las limitaciones de espacio y poder de la generación previa de computadores de alto desempeño.

Titán proveerá una capacidad de computación sin precedentes para investigaciones sobre energía, cambio climático, eficiencia de motores, materiales y otras disciplinas.

El sistema XK7 contiene 18.688 nodos, cada uno con 16 procesadores AMD core Opteron 6274 y una unidad de procesamiento de gráficos NVIDIA Tesla K20. Dispone además de más de 700 terabytes de memoria. Pese a todo esto ocupa el mismo espacio que su predecesor Jaguar utilizando solo un poco de más electricidad.

Como manejará cientos de cálculos simultáneamente ofrecerá más velocidad y precisión. “Permitirá a los científicos simular sistemas físicos con mayor realidad y con mucho más detalle”, dijo James Hack, del ORNL’s National Center for Computational Sciences.

“Las mejoras en la fidelidad de la simulación acelerará el progreso en un amplio rango de áreas de investigación tales como las energías alternativas y la eficiencia energética, la identificación y desarrollo de materiales novedosos y útiles y la oportunidad de proyecciones más avanzadas del cambio climático”.

Esta supercomputadora comenzará a operar en 2013.