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Costos energéticos de los sistemas biológicos para el procesamiento de información.

25.09.2023

El comportamiento, la fisiología y la viabilidad de los organismos vivos dependen de una variedad de procesos biológicos, incluida la comunicación entre las células y otros componentes moleculares. Hay muchas formas de intercambiar información en los sistemas biológicos, incluida la transmisión de ondas mecánicas y la despolarización eléctrica. Estudios recientes realizados en Estados Unidos tenían como objetivo determinar los costes energéticos de la transmisión de información entre células.

Científicos de la Universidad de Yale han calculado la cantidad de energía que necesita una neurona para transmitir información. Resultó que esta cantidad es significativamente mayor que la energía necesaria para borrar un bit de información.

"Queríamos entender si esto representa un ejemplo de eficacia biológica o si existen otros costes", explicó Benjamin Mast, uno de los investigadores.

Más investigaciones realizadas por Mast y sus colegas tuvieron como objetivo optimizar los costos de energía y comprender por qué los sistemas moleculares utilizan diferentes mecanismos físicos para la comunicación. Por ejemplo, las neuronas utilizan señales eléctricas mientras que otras células intercambian sustancias químicas.

Los científicos intentaron determinar el modo óptimo en términos de costes energéticos para transmitir un bit de información. Todos sus cálculos se basaron en la transmisión de información a través de un canal físico en el que partículas y cargas se mueven según la física celular. Además, tuvieron en cuenta el efecto del entorno celular sobre este canal. El uso de modelos relativamente simples ha permitido establecer un límite inferior a los costes energéticos necesarios para transmitir corrientes en un sistema biológico.

En general, los cálculos de los científicos han confirmado los elevados costes energéticos que supone la transmisión de información entre células. Estas estimaciones pueden servir como punto de partida para explicar los altos costos de procesamiento de información que se registran en los datos experimentales.

Los científicos también desarrollaron un diagrama ilustrativo que ayuda a comprender en qué situaciones las diferentes estrategias de comunicación, como la señalización eléctrica y los procesos de intercambio químico, son más óptimas. Este diagrama puede ayudar a comprender mejor los principios de señalización entre diferentes células y órganos, y también explicar por qué las neuronas usan señales químicas para comunicarse a nivel sináptico y señales eléctricas para transmitir información a largas distancias desde las dendritas hasta el cuerpo celular.

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Mini aire acondicionado Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

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Energía del espacio para Starship 08.05.2024

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Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

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Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

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Cinco corporaciones son responsables de una cuarta parte de los residuos plásticos del mundo 19.04.2024

El problema de la contaminación plástica es cada vez más grave en el mundo moderno. Sin embargo, un aspecto interesante de este problema es que gran parte de los residuos plásticos se remontan a determinadas corporaciones.

Un equipo internacional de investigadores se propuso analizar millones de desechos plásticos, basándose en datos de los últimos años. Los hallazgos del estudio fueron sorprendentes: alrededor de una cuarta parte de la contaminación plástica rastreable se puede atribuir a solo cinco grandes corporaciones.

Sin embargo, este problema tiene otra cara. La mayoría de los residuos plásticos permanecen sin identificar y carecen de diseño o etiqueta, lo que hace imposible determinar su origen.

El estudio encontró que el 24 por ciento de todos los desechos plásticos rastreados estaban vinculados a cinco empresas importantes. Estas empresas incluyen a los fabricantes de refrescos Coca-Cola y PepsiCo, que son responsables del 11 y el 5 por ciento del total, respectivamente. Les siguen Nestlé, Danone y Altria.

Los científicos exigen una mayor responsabilidad de estas corporaciones a la hora de abordar el problema de la contaminación plástica. Sin embargo, las propias empresas pueden hacer una contribución significativa a la reducción de los residuos plásticos revisando sus procesos de producción y embalaje.

Cabe señalar que una parte importante de los residuos plásticos sigue sin identificarse. Para abordar mejor este problema, se requieren estándares internacionales y bases de datos comunes para rastrear los desechos plásticos.

La investigación sobre la contaminación plástica vinculada a las grandes corporaciones destaca la necesidad de esfuerzos concertados para combatir este problema global. Los enfoques para reducir el uso de plástico, desarrollar nuevos materiales de embalaje y mejorar los sistemas de gestión de residuos pueden ser clave para resolver el problema de la contaminación plástica.

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