Neurólogos descubren el lugar del cerebro donde se fabrican los sueños

Un grupo de neurocientíficos de Estados Unidos, Italia y Suiza ha descubierto que el
sueño tiene su propia fuente autónoma: la denominada zona caliente o hot zone, en la que la actividad del cerebro es diferente al sueño REM (Rapid Eye Movement), estado en el que el cuerpo duerme, pero el cerebro continúa en actividad, y al resto de los estados no REM.

Los expertos fijaron electrodos en la cabeza de 32 voluntarios mientras dormían y les despertaron en varias ocasiones durante la noche. Se centraron en un grupo de siete personas a las que se les despertó 10 veces y se les entrenó para que recordaran la última imagen vital de sus sueños.
Esta hot zone está asociada al hecho de recordar el sueño de una manera consciente, lo que hace que el estudio sea muy relevante para José Luis Trejo, neurocientífico del Instituto Cajal (CSIC) y vicepresidente del Consejo Español del Cerebro: “Un avance considerable en nuestra comprensión del cerebro ya que se incrementa nuestra capacidad de analizar conscientemente los sueños de una persona”.

En la etapa final del estudio, los neurólogos ahondaron en el tema de la consciencia y descubrieron que para el cerebro un sueño es una experiencia real y no algo inventado. “Un área del cerebro que se vuelve muy activa cuando se comienza a soñar, experiencias en las que la conciencia también está activa”, explica Francesca Siclari, neuróloga del Hospital Universitario de Lausana (CHUV) y una de las pioneras de la investigación.
La hot zone se encuentra en encima de la nuca y está ocupada por el 95% de toda la fase rem y el 71% de la no REM. Horas y horas de sueños de los que solo recordamos apenas unos minutos y que quizás con este nuevo avance se pueda descubrir cómo recordar mejor. Trejo afirma que algunos sueños están tan cerca de la realidad cotidiana que son como una extensión de los pensamientos despiertos: “Muchas ideas pueden surgir durante el sueño, como le ha ocurrido a números artistas o inventores”

A partir de esta investigación, los caminos que se ramifican son al menos tres: el imaginativo, uno neurológico y otro limítrofe con la filosofía. Según J. Allan Hobson, psiquiatra y uno de los investigadores más importantes del sueño, argumenta que el sueño no solo tiene un significado, sino que es el fundamento de todo el significado posible. “El cerebro compone secuencias complejas a partir de los elementos que ya conoce y las inventa 'casi' al azar, y algunas pueden ser tan verosímiles que, por una cuestión de probabilidades elementales, pueden convertirse en reales”, explica Trejo.

Cabe mencionar que el estado emocional de una persona es muy importante y significativo a la hora de soñar. La neurociencia propone que el cerebro despierto lo que hace es construir una imagen de la realidad que percibe a base de pequeñas unidades de información. “El cerebro almacena cómo camina una persona, cómo mira, cómo habla, y luego soñando mezcla esas unidades de información, casi al azar, para generar imágenes coherentes compuestas por miles de estas piezas verosímiles, pero una escena que, en realidad nunca ha existido” afirma Trejo.
Para el experto, aquellas vivencias con un alto componente emocional tienen una mayor probabilidad de aparecer en sueños. “Soñamos con más frecuencia con cosas que nos preocupan, nos ilusionan etc” concluye.

¿Por qué los astronautas crecen hasta cinco centímetros cuando van al espacio?

Viajar fuera de la Tierra provoca una pérdida de masa muscular, problemas visuales y trastornos del ritmo circadiano.
El astronauta japonés Norishige Kanai anunció este martes que había crecido nueve centímetros en el espacio durante sus tres semanas en la Estación Espacial Internacional. "Estoy un poco preocupado por si entraré en el asiento de la nave Soyuz cuando regrese", contó en su Twitter. Esta nave es la que lleva a los astronautas desde la Tierra hacia la ISS y viceversa, y sus asientos tienen un límite de altura. Pero este miércoles, después de que la noticia haya dado la vuelta al mundo, Kanai se ha disculpado por un error en la medición: realmente solo ha crecido dos centímetros.


Los astronautas crecen en el espacio entre dos y cinco centímetros. Esto se debe a la ausencia de gravedad, que hace que las vértebras se separen y que la columna se expanda. Pero al volver a la Tierra, en poco tiempo vuelven a su altura original. Un especialista en divulgación sobre astrofísica asegura que la columna vertebral no se alarga ilimitadamente: “Da lo mismo que estés en el espacio un mes que un año, llegará un momento en el que ya no crecerás más”.

Desde que los seres humanos llegaron al espacio, hace más de 50 años, se han realizado varios estudios médicos para determinar cómo afecta al cuerpo humano salir de la Tierra. Scott Kelly fue el primer estadounidense en pasar casi un año en el espacio a bordo de la Estación Espacial Internacional. La NASA estudió cómo el viaje afectó a su salud comparándola con la de su hermano gemelo, que se quedó en la Tierra.

Uno de los efectos más perjudiciales de viajar al espacio es que se pierde mucho calcio. Allí se flota, y moverse exige mucho menos esfuerzo. Mientras que una persona anciana en la Tierra puede perder un 1% de masa ósea al año, en el espacio esa cantidad se volatiliza en un mes. Además, dentro de la cápsula a los astronautas no les da el sol, una fuente importante de vitamina D. Lo que le pasa es muy parecido a lo que les pasa a las personas mayores que están encamadas: sufren problemas de osteoporosis o de pérdida de calcio. Para paliar este problema, tienen un programa de ejercicios muy intenso durante todo el día: pasan horas en la bicicleta estática o en el simulador de levantamiento de pesos.

La falta de gravedad produce también atrofia en los músculos y las extremidades pierden volumen. Los rusos utilizaban hace años el traje de pingüino, formado por unos pantalones con tirantes elásticos hasta los pies que les forzaban a hacer esfuerzo con las piernas para mantenerlas estiradas. Cuando los astronautas aterrizan después de un viaje largo, prácticamente los tienen que sacar en brazos y enseguida los sientan en una silla, tardan días en volver a adquirir tono muscular.

Dos tercios de los astronautas regresan del espacio con miopía, a pesar de que muchos de ellos son pilotos que antes disfrutaban de una visión perfecta. Un estudio presentado en 2016 en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Radiología revela que esto se debe a los cambios en el líquido cefalorraquídeo, el fluido del sistema nervioso central, por la falta de gravedad.
Despegar tampoco es siempre fácil. Hay astronautas que presentan mareos durante las primeras horas de viaje. Frank Borman, el comandante del Apolo 8 — primera misión en ir a la Luna — vomitó dos veces a la salida. A las 24 horas se recuperó y durante el resto de la misión no tuvo síntomas. Pero para la NASA, “el aspecto más peligroso de viajar a Marte es la radiación espacial”. Los astronautas en el espacio reciben hasta diez veces más radiación que en la Tierra. La exposición a la radiación puede aumentar su riesgo de padecer cáncer, causar enfermedades degenerativas como cataratas o enfermedades cardiacas y circulatorias.

Además de los problemas fisiológicos, también puede tener consecuencias psicológicas. Tener a cuatro personas metidas en una cápsula durante seis meses puede provocar incompatibilidades entre ellos. Por ello, los equipos de expedición son seleccionados cuidadosamente teniendo en cuenta que puedan trabajar eficazmente en equipo. “Los malentendidos pueden afectar al rendimiento y el éxito de la misión”, explica la NASA. A esto hay que sumar posibles trastornos del ritmo circadiano, ya que, según expertos en una nave orbital puedes ver una salida y una puesta de sol cada 90 minutos. 

Conocer cómo reacciona el cuerpo humano a las condiciones del espacio resulta útil de cara a misiones futuras, cuando los viajes espaciales se midan en meses o años. Por ejemplo, en la superficie de Marte, se viviría en aproximadamente un tercio de la gravedad de la Tierra. Por ello, la NASA trabaja en la elaboración de un programa médico para compensar los efectos contraproducentes de la ingravidez. 

La bacteria que provoca diarrea y teñirá tus vaqueros.

Científicos de EE.UU. manipulan por primera vez una "E.coli" para fabricar índigo, el color mas utilizado en la industria textil. La estrategia biológica evitará el uso de químicos contaminantes.

La ciencia ha encontrado la forma de reprogramar organismos vivos en el laboratorio para que trabajen para nosotros. Hongos, virus y bacterias, con frecuencia causantes de enfermedades, se pueden manipular para limpiar nuestros residuos, abaratar el desarrollo de medicamentos o fabricar una alternativa limpia a los combustibles fósiles. Y esto es solo el comienzo. La biología sintética ha abierto un horizonte infinito de posibilidades en el que lo difícil es encontrarle límite.

De momento, son solo aproximaciones en el laboratorio que verán la luz comercial en los próximos años. Pero se siguen encontrando nuevas aplicaciones. La última la han encontrado un grupo de científicos de varios centros de investigación de Estados Unidos y de la Universidad de Dinamarca que han modificado una bacteria para acabar con la fabricación química del índigo, uno de los tintes más usados y contaminantes de la industria texil.

La elegida ha sido una "E. coli", una bacteria intestinal fácil de manipular en el laboratorio, que puede causar intoxicaciones alimentarias y diarreas. El objetivo de los investigadores no era domesticarla para convertirla en inofensiva, sino transformarla en auténticas fábricas de tinte índigo, el color con el que el denim o la tela vaquera adquiere su característico color azul. En la revista "Chemical Biology", los autores cuentan que con su nueva estrategia la fabricación de tintes sería sostenible y se pondría fin a la utilización de productos químicos agresivos.

Para lograr el color, los científicos primero tuvieron que identificar los genes de la planta del índigo, de la que se lleva miles de años extrayendo este color tan característico. Después modificaron la bacteria para que expresara este gen y le añadieron un cóctel de moléculas y enzimas para conseguir su fin.

Litros de bacterias para 5 gramos de tintura:

Los investigadores reconocen que su método biológico de fabricación aún no es práctico a nivel industrial, pero puede ser el comienzo de una forma más respetuosa de fabricar el denim, sin químicos que dañan la salud y el medio ambiente. «El producto final es el mismo», asegura John Dueber, de la Universidad de California y uno de los autores. Para producir los cinco gramos necesarios para teñir un único pantalón vaquero, se necesitarían aún «varios litros de bacterias». Su equipo está trabajando para hacer el proceso mucho más eficiente.

El índigo se lleva utilizando como pigmento desde la antigüedad. Al principio, la producción era totalmente natural y sostenible. Se extraía de las hojas de una planta ("Polygonum tinctorum") y con ella se lograba esa variedad oscura y profunda del color azul o añil. El índigo no solo se aprecia por su tonalidad, sino por su capacidad para adherirse a la superficie de la tela. Le permite resistir al lavado y mantener el interior de las fibras de algodón totalmente blancas. Por eso, es el pigmento elegido para teñir la gran mayoría de los vaqueros.

45.000 toneladas anuales:

Cada año la industria textil utiliza 45.000 toneladas de índigo que se obtienen con métodos sintéticos porque la producción natural es ineficaz para cubrir tanta demanda. Para sintetizar el índigo se requieren productos químicos agresivos como el formol, altamente volátil y muy inflamable y el cianuro de hidrógeno, además de otros productos corrosivos que acaban en nuestros ríos.

Merry Christmas!!!

Los alumnos de Biología (y su profe) de 2º de bachillerato os desean felices navidades.

¡¡¡Feliz Navidad!!!

El CRISPR-Cas, un truco molecular

A través de algunos trucos moleculares inteligentes investigadores neoyorquinos han convertido un sistema inmune bacteriano natural en un registrador de datos microscópico. Los investigadores modificaron una cepa de laboratorio común del omnipresente microbio intestinal humano, Escherichia coli, permitiendo a las bacterias no solo registrar sus interacciones con el medioambiente, sino también marcar el tiempo de los eventos. Dichas bacterias, podrían registrar los cambios que experimenta una persona a través de todo el tracto digestivo, produciendo una vista sin precedentes de fenómenos previamente inaccesibles. Otras aplicaciones del trabajo podrían incluir la detección ambiental y estudios básicos en ecología y microbiología, donde las bacterias podrían monitorear los cambios que de otro modo serían invisibles sin alterar su entorno. Wang y los miembros de su laboratorio crearon el registrador de datos microscópico aprovechando CRISPR-Cas, un sistema inmune en muchas especies de bacterias. CRISPR-Cas copia fragmentos de ADN de virus invasores para que las siguientes generaciones de bacterias puedan repeler estos patógenos de manera más efectiva. Como resultado, el locus CRISPR del genoma bacteriano acumula un registro cronológico de los virus bacterianos al que él y sus antepasados han sobrevivido. Cuando esos mismos virus intentan infectar de nuevo, el sistema CRISPR-Cas puede reconocerlos y eliminarlos. El CRISPR-Cas es un dispositivo el cual usa sus secuencias registradas previamente para detectar y cortar el ADN de los fagos entrantes. La especificidad de esta actividad de corte de ADN ha convertido a CRISPR-Cas en el favorito de los investigadores de terapia génica, llevándose actualmente a cabo más de diez ensayos clínicos incluso con humanos. Los biólogos sintéticos han utilizado CRISPR anteriormente para almacenar poemas, libros e imágenes en ADN, pero ésta es la primera vez que CRISPR se ha empleado para registrar la actividad celular y el momento de esos eventos.

El animal con 200 ojos que podrás comerte estas navidades.

Un investigador ha descubierto que las vieiras tienen una visión muy compleja que recuerda a la óptica de un telescopio de espejos.

Con las Navidades arracan los festines de marisco y con ellos llega un espectáculo no apto para aprensivos, cuando los comensales dan buena cuenta de los animales: se abren conchas, se comen patas y se arrancan cabezas. Entre los desgraciados que lo sufren en sus carnes están las vieiras, unos bivalvos parientes de almejas y ostras que se caracterizan por tener hasta 200 ojos. ¿Qué harían las vieiras si pudieran ver lo que les espera? Probablemente tratarían de huir nadando.

Una investigación publicada recientemente en la prestigiosa revista "Science", y elaborada por científicos de la Universidad de Lund (Suecia) y del Instituto Weizmann de Ciencia (Israel), bajo la dirección de Benjamin Palmer, ha estudiado los ojos de estos animales. Por primera vez han podido analizar su estructura con gran precisión gracias a una nueva técnica de microscopía. Así, han concluido que funcionan de una forma muy similar a la de un telescopio de reflexión, donde hay varios espejos para enfocar la luz.

Desde los años sesenta se sabe que las vieiras, al igual que algunos crustáceos y peces de las profundidades, tienen espejos dentro de cada uno de sus ojos. Estos dirigen la luz del exterior hacia sus retinas, la parte del sistema nervioso que traduce la luz en señales eléctricas. Mientras tanto, otros animales, como el hombre, enfocan las imágenes a través de lentes. Por cierto, cuando en el hombre la lente o cristalino "se estropea", aparecen problemas como la miopía.

Una sofisticada técnica de microscopía, capaz de congelar las muestras de los ojos de las vieiras de una forma muy rápida para que no pierdan su forma, le ha permitido a los investigadores poder estudiar en profundidad el funcionamiento de lo ojos de estos animales. Esto, junto a potentes técnicas de computación, ha llevado a hacer interesantes descubrimientos sobre la peculiar visión de las vieiras.

En el fondo de los ojos de estos animales hay un sistema cóncavo de espejos. Están compuesto de cristales de guanina, un material muy reflectivo que está presente también en las escamas de los peces o de camaleones. Tal como han podido observar ahora, en las vieiras estos cristales se colocan como si fueran azulejos, y forman una superficie lisa que disminuye las aberraciones de las imágenes reflejadas. El fundamento es el mismo que usan los telescopio de reflexión como el James Webb, que se lanzará al espacio en 2019, o el Gran Telescopio Canarias.

Los espejos dirigen las imágenes hacia dos retinas que están apiladas. Se sabía que la superior está especialziada en detectar sombras, y que es la que le permite al animal detectar a un posible depredador y emprender la huida nadando. La función de la retina inferior era un misterio.

Después de haber podido analizar con gran detalle la forma de los ojos, los científicos han podido usar modernas técnicas de computación para deducir la posible función de esta otra retina. Así, han concluido que su cometido es captar imágenes, no solo sombras, y proporcionar una visión periférica con luz tenue.

Creen que las vieiras podrían tener un sistema nervioso diseñado para sumar la información captada por los centenares de ojos del animal y construir una sola imagen de los alrededores. Los científicos creen que esto le permitiría al animal guiarse mientras está nadando y distinguir qué cosas de los alrededores están quietas o se mueven.

Según los autores de este trabajo, el estudio no solo demuestra la considerable complejidad del sistema visual de las vieiras, sino que además podría ayudar a crear dispositivos ópticos inspirados en él. De hecho, algunos telescopios están "bio-inspirados" en la refinada óptica de los animales. Sea como sea, seguro que si estas Navidades decide comerse una vieira, habrá cambiado su visión acerca de él.