Un grupo de investigadores ha presentado, en la revista Nature, la cámara más rápida de las diseñadas hasta la fecha. Su velocidad de obturación es de tan solo una billonésima parte de un segundo y es capaz de captar más de seis millones de imágenes seguidas en un segundo.

La "lámpara de flash" de la cámara es un rápido pulso láser, detectado electrónicamente, que se dispersa en el espacio y se alarga en el tiempo. Además, la cámara funciona con tan solo un detector, en lugar de los millones que hay en una típica cámara digital.

Este nuevo enfoque será decisivo en la toma de imágenes que se producen de forma aleatoria o con rápidos movimientos, como la comunicación entre las neuronas.
La técnica, denominada Steam (Serial Time-Encoded Amplified imaging), depende de una cuidadosa manipulación de los llamados pulsos láser del "supercontinuo".

Estos pulsos, de menos de una millonésima parte de la millonésima parte de un segundo de duración, contienen una gama considerablemente amplia de colores. Dos elementos ópticos dispersan el pulso láser en un array bidimensional ordenado de colores.

Es este "arcoiris 2D" lo que ilumina una muestra. Parte del arcoiris es reflejado por la muestra –dependiendo de las zonas de luz y oscuridad de la zona iluminada- y las reflexiones vuelven por su camino inicial.

Puesto que la dispersión de los diversos colores del pulso es tan regular y ordenada, la gama de colores reflejada contiene información espacial detallada acerca de la muestra.

"Los puntos claros reflejan su longitud de onda asignada, pero los oscuros no", explicó Bahram Jalali, profesor de la Universidad de California, Los Angeles, que dirigió la investigación. "Cuando se refleja el arcoiris 2D a partir del objeto, la imagen se copia sobre el espectro de colores del pulso".

El pulso pasa, a continuación, a través de la óptica de dispersión y se convierte, una vez más, en un rayo de luz, con la imagen almacenada en su interior en forma de serie de colores distribuidos.

No obstante, ese espectro de color está mezclado en un pulso de luz excepcionalmente corto, que sería imposible de extraer en la electrónica tradicional.

El equipo dirige, a continuación, el pulso hacia una denominada fibra de dispersión; un cable de fibra óptica con un límite distinto de velocidad para diferentes colores de luz. Como resultado, la parte roja del espectro se desplaza por delante de la azul a medida que el pulso avanza por la fibra. Finalmente, la parte roja y la azul acaban por separarse dentro de la fibra, llegando a su extremo en tiempos muy diferentes.

Luego, basta con detectar la luz cuando sale de la fibra con un fotodiodo estándar y digitalizarla, asignando las partes del pulso que llegan en tiempos diferentes a diferentes puntos del espacio bidimensional.

El resultado de todo este proceso óptico es una imagen que representa una captura de imagen con una duración de tan solo 440 trillonésimas partes de un segundo.
Los investigadores utilizaron un láser que disparaba más de seis millones de pulsos en un segundo, dando lugar al mismo número de imágenes. No obstante, afirman que el sistema se puede mejorar para adquirir más de 10 millones de imágenes por segundo; es decir, más de 200,000 veces más rápido que una cámara de vídeo estándar.

Fabricación de células cardíacas

Los resultados de una investigación publicada en la revista Nature indican que tratar células embrionarias de ratones con un cóctel de proteínas activa la producción de nuevas células musculares cardíacas. La receta, desarrollada por científicos del Gladstone Institute of Cardiovascular Disease, en San Francisco, se podría utilizar algún día para fabricar tejidos para terapias de reemplazo celular que devuelvan la capacidad de funcionamiento a un corazón enfermo.

Trabajando con embriones de ratones de una semana de edad, Benoit Bruneau y Jun Takeuchi descubrieron que un trío de proteínas podía dirigir ciertas células embrionarias para formar células musculares cardíacas, llamadas cardiomiocitos.

Estas células no solo produjeron proteínas características de las primeras etapas de desarrollo de las células cardíacas, sino que finalmente empezaron a latir.

Los ensayos de terapias celulares para cardiopatías realizados con humanos, que en su mayoría han utilizado células madre derivadas de la sangre del propio paciente, han dado lugar a resultados variados. Podría ser que transplantar miocitos cardíacos en lugar de células indiferenciadas sea más eficaz.

Los científicos habían logrado persuadir previamente a las células madre embrionarias –células especiales, derivadas de embriones, capaces de formar cualquier célula del cuerpo– para formar, en un plato, células cardíacas capaces de latir; pero estos métodos son menos eficaces, ya que tienden a producir otros tipos de células, como las células musculares que conforman los vasos sanguíneos, además de los miocitos que constituyen la musculatura cardiaca. En el nuevo estudio, los investigadores crearon células musculares cardíacas a partir de tejido que no estaba destinado a formar un corazón. Es más, descubrieron que algunas secciones de tejidos localizados fuera del embrión –células que formarían finalmente la placenta– también se transformaban con su tratamiento.

El hecho de que los científicos pueden convertir células parcialmente diferenciadas en células musculares cardíacas es una buena noticia para futuras terapias.

Finalmente, "podríamos ser capaces de fabricar miocitos cardíacos a partir de cualquier tipo de célula", señaló Bruneau; concretamente, fibroblastos cardíacos, que son las células que forman el tejido de las cicatrices después de un infarto. "Esa sería la terapia ideal; ser capaces de transformar esas células de cicatriz en miocitos cardíacos y devolverles la función que habían perdido", añadió Bruneau.

Fabricación de gasolina con levadura y bacteria

Según Christopher Voigt, biólogo sintético de la Universidad de California, San Francisco, si combinamos un poco de levadura de cerveza con un gen de una planta de saladar y lo cultivamos con una bacteria poco conocida encontrada en un vertedero francés, tendremos un modo barato y renovable para impulsar nuestros coches.
En teoría, los biocombustibles derivados de las plantas pueden ser una fuente de energía neutra, pero muchos de ellos desplazan también a los cultivos alimentarios. Fabricarlos a partir de celulosa –un material estructural abundante en los residuos de cultivos y en la hierba– puede resolver este problema, pero apenas hay procesos eficaces para hacerlo.

El equipo de Voigt estaba buscando un modo de conseguir que los microbios hiciesen el trabajo duro, convertir la celulosa de los residuos de cultivos y hierba en unas sustancias químicas llamadas haluros de metilo, que se pueden convertir, a su vez, en gasolina normal mediante una simple reacción catalítica.

Hay varias plantas y microorganismos que fabrican los haluros de metilo en pequeñas cantidades de forma natural, utilizando enzimas transferasa de haluro de metilo (MHT, por sus siglas en inglés), pero solo se conocían unas cuántas de estas enzimas, por lo que el equipo de Voigt inició una búsqueda para encontrar más.

Rastrearon las bases de datos de secuencias de ADN en busca de genes que produjesen proteínas al menos un 18% similares a las conocidas MHT. Luego, le pidieron a una empresa de síntesis de ADN que fabricase los 89 genes coincidentes descubiertos, y que los empalmase en el genoma de la bacteria E. coli, para ver cuál de ellos producía haluros de metilo de forma más eficaz.

El ganador fue uno de los genes MHT previamente conocido, obtenido de la Batis maritima, conocida como barilla o verdolaga, una planta que se encuentra en los saladares de California y el sudeste de EEUU. Pero el puzzle todavía no estaba completo. Todavía necesitaban encontrar un organismo que digiriese la celulosa en moléculas más pequeñas para que la levadura pudiese convertirlas fácilmente en el sustrato para la enzima MHT.

La mayoría de los microbios que digieren la celulosa se desarrollan lentamente y solo se vuelven eficaces a temperaturas relativamente altas. Los investigadores necesitaban un organismo que se desarrollase más o menos a la misma velocidad que la levadura y a la misma temperatura que ésta favorece: unos 30 °C.

Tras una extensa búsqueda en la literatura científica, encontraron el candidato ideal: una bacteria llamada Actinotalea fermentans, aislada en la década de los 80 en un vertedero de basura en Francia. Esta bacteria excreta acetato, por lo que si se cultiva en solitario enseguida se envenena a sí misma con este producto residual; pero la levadura utiliza el acetato como alimento.

Voigt y sus colegas habían montado el equipo perfecto de microbios: la A. fermentans convierte la celulosa en acetato, que a su vez es transformado en haluros de metilo por la levadura modificada. Se trata de un proceso barato, que tiene lugar a baja temperatura y produce los haluros de metilo que se pueden convertir fácilmente en combustible.

Los investigadores están trabajando ahora en mejorar la eficacia del proceso, alterando los genes de la levadura para ajustar su metabolismo y que produzca más sustrato para la enzima MHT a partir del acetato disponible. Suponiendo que su sistema podría llegar a funcionar con la misma eficacia con la que la levadura convierte los azúcares en etanol, los investigadores calculan que su proceso para producir gasolina podría ser mucho más barato que obtenerla del petróleo.

Libros electrónicos

Información sobre ebooks y sobre como cambiarán nuestra forma de leer y escribir

El ebook Kindle de Amazon ha tenido un éxito enorme en los Estados Unidos y el Wall Street Journal publica esta semana un interestante artículo sobre las funciones de Kindle y como este tipo de producto podrá transformar nuestros hábitos de lectura. A continuación les ofrecemos un resumen del artículo en español. El artículo original se puede leer aquí.

Todos recordamos algún momento en los que la implantación de una tecnología supuso una verdadera revolución en nuestras vidas; momentos en los al pulsar un botón algo mágico sucede y nos damos cuenta, en ese mismo instante, de que las reglas han cambiado para siempre.

Algo así sucede con el lector de libros electrónicos Kindle, de Amazon, con el que puedes estar leyendo en cualquier sitio y, de repente, acordarte de una obra y disponer de ella en un par de minutos con unos cuantos clics, descargándola (previo pago) de la tienda en línea de Amazon.

Después de esto es evidente que la migración del libro en papel a su versión digital no va a ser un simple cambio de tinta por píxeles, sino que es probable que cambie considerablemente nuestra forma de leer, escribir y vender libros. Nos facilitará el comprarlos, pero al mismo tiempo, también hará que sea más fácil dejar de leerlos; ampliará el universo de libros a nuestro alcance y transformará el solitario acto de leer en algo mucho más social; permitirá a escritores y editores vender libros menos conocidos, pero también podría acabar minando algunos de los principales atributos que se han asociado con la lectura de libros durante más de 500 años.

Es evidente que la revolución de los libros digitales tiene un gran potencial y ofrece enormes posibilidades; la cuestión es si seguiremos reconociendo el concepto libro una vez completada.

En el mundo actual en el que todo está conectado e interrelacionado permanentemente, a veces nos olvidamos de que los libros constituyen la materia negra del universo de la información. Poseemos terabytes de información a nuestro alcance, en forma de páginas de texto digital por las que navegamos a través de hiperenlaces, pero nos alejamos cada vez más del archivo de conocimiento más valioso de la humanidad: las decenas de millones de libros publicados desde la época de Gutenberg; en parte debido a que estos libros han estado, durante mucho tiempo, excluidos del índice de Google.

Sin embargo, hay dos buenos motivos para pensar que este desequilibrio será momentáneo y que está a punto de terminar. por una parte, el éxito de Kindle, el lector de libros electrónicos de Amazon; y, por otra, la maduración del servicio de búsqueda de libros, Google Book Search, de Google, que actualmente ofrece cerca de 10 millones de títulos, entre los que se incluyen muchos libros poco conocidos y obras agotadas que Google ha escaneado.

Pero si estamos a punto de reescribir el futuro, la gran pregunta es: ¿Cómo?
La capacidad de buscar algo al instante en las versiones digitales de millones de libros hará que sea mucho más fácil encontrar cualquier información, por lo que es probable que proliferen las ideas y florezca la innovación, igual que sucedió en los años posteriores al invento de Gutenberg.

Podremos tener una biblioteca digital de todo lo que hemos leído a lo largo de nuestra vida: de niños, en la adolescencia, como estudiantes universitarios y en la vida adulta; y podremos realizar búsquedas sobre cada palabra de dicha biblioteca. Resulta difícil calcular el impacto que puede tener esto en la investigación.

Los distribuidores venderán muchos más libros gracias a los lectores de libros electrónicos, debido a la disponibilidad que ofrecen. Los datos de Amazon indican que los usuarios compran muchos más libros tras haber adquirido el Kindle y no es difícil entender por qué: con el Kindle la librería va con nosotros allá donde vayamos. Si un amigo nos habla de un libro o leemos en un libro una cita o referencia de otro que nos parece interesante, en lugar de anotarla o intentar recordarla podemos comprarla directamente y disponer de ella en minutos.

Sin embargo, esto que favorecerá la venta de libros, perjudicará la atención. Cuando leemos un libro de papel la atención es máxima ya que solemos enfrascarnos en la lectura, aislados de toda interferencia. En un documento electrónico, en cambio, puede haber enlaces que nos llevan a otros documentos, hilos de comentarios, etc.; y distraigan nuestra atención, perdiéndose una de las principales diversiones de la lectura: la inmersión total en un mundo diferente, en el mundo de las ideas del autor.

El que los libros estén en línea cambiará también el modo de encontrarlos y de hablar sobre ellos. Podría prosperar una especie de "booklogs" (libroblogs), en los que los lectores publicasen pasajes de libros y realizasen comentarios sobre ellos públicamente. Google empezaría a indexar y ordenar según su ranking páginas individuales y párrafos de libros en función de lo que se comenta en línea sobre ellos. Podríamos leer un pasaje extraño de una novela y al instante navegar por docenas de comentarios de lectores de todo el mundo en los que se explica o debate el verdadero significado de dicho pasaje.

Sería una especie de club internacional y permanente de lectura. Leer libros pasaría de ser una actividad fundamentalmente privada a ser un evento social. Y nadie leería solo nunca más.

Las portadas de los libros y reseñas en periódicos perderían su importancia. Cada página de cada libro competiría con cada página de los demás libros que se hayan escrito, todas ellas comentadas, indexadas y clasificadas. La unidad del libro se dispersaría en multitud de páginas y párrafos intentando llamar la atención de Google.

En este nuevo mundo, las citas serán un motor de ventas tan poderoso como lo es la publicidad hoy en día. Un autor escribirá algo y, gracias a los cientos de enlaces de diversos bookloggers haciendo referencia al pasaje, su página ascenderá a las primeras posiciones de los resultados de Google. Cada día, Google llevará a cientos de compradores potenciales del libro a dicha página, un número muy inferior del que se puede lograr con otros medios, pero mientras que una presentación en la radio o televisión es algo efímero, el ranking de Google no desaparece de un día para otro.

Esto podría cambiar incluso la forma de escribir libros, ya que los escritores y las editoriales podrían empezar a pensar en cómo hacer que páginas individuales o capítulos de un libro alcancen un buen ranking en Google, llegando a modificarlos o escribirlos con unas características concretas con tal fin. Cada párrafo irá acompañado de etiquetas descriptivas que sirvan de orientación a los posibles buscadores; y se probarán los títulos de los capítulos para ver qué cuáles puntúan mejor en el ranking.

¿Qué podría significar esto para los libros? Habrá que verlo. Quizá apenas unas cuantas palabras o párrafos colocados estratégicamente; o quizá libros enteros que se escribirán teniendo en mente a los motores de búsqueda.

La distribución digital también permite ofrecer a los posibles compradores una "muestra gratuita" (por ejemplo, el primer capítulo) para animarlos a comprar el libro completo. Las introducciones de los libros cambiarían y pasarían a tener una mayor función publicitaria. Y es muy probable que vuelva a resurgir el suspense al final de cada capítulo, con el fin de animar al usuario a comprar el siguiente.

En el caso de colecciones de relatos cortos u obras que no sean de ficción, se podrá comprar a la carta, como sucede ya en el mercado de la música digital. Por ejemplo, se podría comprar un capítulo por 99 céntimos. Y el mercado empezará recompensar a los libros modulares, es decir, que se puedan dividir en capítulos independientes perfectamente legibles por separado.

Aumento de pecho con células madre

Las mujeres que creen tener el culo demasiado grande y el pecho demasiado pequeño podrían disponer pronto de una opción para invertir la ecuación. Las células grasas se extraen del tejido adiposo; luego, se filtran utilizando la tecnología desarrollada por Cytori Therapeutics, con el fin de incrementar la proporción de células madre adiposas; y, por último, se inyectan en el pecho. De momento, el tratamiento, que se comercializará en colaboración con GE Healthcare, se ha utilizado solo en mujeres que han perdido el pecho debido a un cáncer; pero están a punto de iniciarse las pruebas con mujeres sanas en el reino Unido.

Los anteriores intentos de utilizar células adiposas sin filtrar para el aumento de mama no duraron mucho: el tejido adiposo parece ser reabsorbido por el cuerpo, probablemente debido a la falta de unos vasos sanguíneos que alimenten las células inyectadas. Aumentando el número de células madre en la mezcla que se inyecta, Cytori señala que su enfoque permite que tanto la grasa como la vasculatura se arraiguen en el tejido mamario.

Según un artículo publicado en Times, los pechos tratados con células madre son más naturales porque el tejido tiene la misma suavidad que el resto del pecho, señaló Kefah Mokbel, cirujano del London Breast Institute del Hospital Princess Grace. Según él, el tratamiento ofrece también una posibilidad de mejora considerable en los implantes: "Los implantes son un cuerpo extraño. Están asociados con complicaciones a largo plazo y requieren recambios". Aunque la técnica de células madre devuelve el volumen, no proporciona firmeza ni elevación.

Mokbel cree que el tratamiento de células madre puede ser adecuado únicamente para incrementos de tamaño modestos, aunque realizará más investigaciones para averiguar si se pueden lograr aumentos mayores.

La misma técnica se ha estado utilizando en Japón durante seis años, inicialmente para tratar a las mujeres con deformidades de pecho causadas por un tratamiento para el cáncer y, últimamente, para el aumento estético de mama en mujeres sanas.