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Neuronas con orejas

27.09.2015

Los neurocientíficos suelen utilizar métodos optogenéticos, en los que las neuronas del cerebro de un ratón de prueba se activan con la luz. La neurona recibe una proteína de membrana fotosensible que, bajo la acción de la luz, abre canales iónicos en la membrana; la redistribución de iones entre los lados interno y externo de la membrana genera un impulso nervioso. La luz se puede "conducir" al cerebro con la ayuda de una guía de luz de fibra óptica, hasta el gen de una proteína fotosensible, luego los trucos de ingeniería genética vienen al rescate. La optogenética le permite controlar selectivamente grupos de neuronas claramente definidos, lo que, por supuesto, nos brinda mucha información sobre el trabajo de los circuitos nerviosos individuales y regiones enteras del cerebro.

Pero la luz no es el único interruptor que se puede usar aquí. Investigadores de la Universidad de Salk han creado un método sonogenético alternativo, llamado así por el optogenético. Por el nombre, puede entender que aquí estamos hablando de sonido, o más bien, de ultrasonido, que desencadena un impulso neuronal. El ultrasonido provoca vibraciones mecánicas, es decir, las neuronas necesitan un canal iónico que se abre y se cierra en respuesta a un estímulo mecánico. Stuart Ibsen y sus colegas utilizaron TRP-4 como tal canal, activando su gen en varias células nerviosas del gusano redondo, el nematodo Caenorhabditis elegans.

Para que la señal ultrasónica funcione, no se transmitió a través del aire, sino a través del agua, en la que se sumergieron platos con gusanos. Para una mejora adicional, también se agregó una solución de lípidos: después de eliminar el solvente, los lípidos formaron una capa de microburbujas que sirvieron como resonadores adicionales. Con la ayuda de breves impulsos de sonido, fue posible hacer que los gusanos que se arrastraban libremente cambiaran la dirección del movimiento o regularan la frecuencia de las contracciones del cuerpo. El efecto específico dependía de qué neuronas estuvieran equipadas con "orejas": la proteína de membrana mecanosensible TRP-4. Por sí mismo, pertenece al genoma del nematodo, por lo que si intenta hacer lo mismo en ratones o ratas, primero tendrá que averiguar cómo se comportará TRP-4 en un organismo completamente diferente. Sin embargo, según los autores del trabajo, para estos fines se puede intentar modificar la propia proteína, aumentando su eficacia y compatibilidad con células extrañas, o bien encontrar otros análogos naturales. Los resultados experimentales se publican en Nature Communications.

La ventaja de la sonogenética es que no es necesario introducir una guía de sonido en el cuerpo: las vibraciones ultrasónicas llegan a las neuronas desde el exterior. (Sin embargo, vale la pena señalar que han aparecido opciones en optogenética cuando los investigadores se limitan a la irradiación de luz externa con mayor permeabilidad, y las proteínas sensibles a la luz en las neuronas responden a una señal que les llega a través del grosor de los tejidos). Además, los autores del nuevo método proponen el uso de sonido multicanal para que diferentes neuronas "escuchen" algo propio y, como resultado, sería posible observar de inmediato el trabajo de varios circuitos nerviosos.

Anteriormente ya han aparecido trabajos dedicados al efecto estimulante de los ultrasonidos en el cerebro de animales y humanos; y Sony incluso patentó una técnica que permitiría a los jugadores oler, saborear y escuchar sonidos, todo gracias a la estimulación del sonido. En el caso de la sonogenética, estamos hablando del efecto más específico, centrado en las células nerviosas individuales; sin embargo, debido a las manipulaciones de ingeniería genética necesarias, es poco probable que este método se utilice en humanos.

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Arena para gatos Petgugu Global 15.04.2024

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El atractivo de los hombres cariñosos. 14.04.2024

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Casco electrónico para camioneros. 14.04.2024

La seguridad vial, especialmente para los conductores de equipos pesados de construcción, es una prioridad absoluta para ingenieros y científicos. En vista de esto, el Instituto Fraunhofer alemán para la resistencia estructural y la confiabilidad del sistema ha presentado un nuevo producto: un casco electrónico diseñado para proteger a los conductores de lesiones graves al conducir vehículos de construcción. Un nuevo casco electrónico desarrollado por un equipo de ingenieros del Instituto Fraunhofer abre nuevas perspectivas para la seguridad de los conductores de camiones y equipos de construcción. El dispositivo es capaz de controlar el nivel de sacudidas en el habitáculo del vehículo y advertir al conductor de un posible peligro. La base del funcionamiento del casco es un sensor piezoeléctrico incorporado que genera electricidad durante la deformación física. Este mecanismo permite que el dispositivo responda a intensas vibraciones típicas de los equipos de construcción. Cuando el nivel de deformación excede los valores seguros, se activa un sistema de alarma en el casco, ... >>

Antivitaminas en lugar de antibióticos. 13.04.2024

El problema de la resistencia bacteriana a los antibióticos es cada vez más grave y supone una amenaza para el tratamiento eficaz de las infecciones. Ante esto, los investigadores están buscando nuevas formas de combatir las superbacterias. Una de las direcciones prometedoras es el uso de antivitaminas que pueden tener un efecto antibacteriano. Las antivitaminas, aunque se conocen como lo opuesto a las vitaminas, han demostrado ser una herramienta prometedora en la lucha contra la resistencia bacteriana a los antibióticos. Un estudio realizado por científicos de la Universidad de Göttingen en Alemania confirmó su potencial para crear nuevos fármacos para combatir infecciones peligrosas. Con el aumento de superbacterias resistentes a los antibióticos, es necesario encontrar tratamientos alternativos. Las antivitaminas son moléculas similares a las vitaminas, pero capaces de inhibir la actividad bacteriana sin dañar el cuerpo humano. Por el momento, la ciencia sólo conoce tres antivitaminas: la rosa ... >>

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Kit Cool Bitts ICEbox para experimentos de refrigeración por inmersión 04.12.2019

Los sistemas de refrigeración líquida de inmersión (sumergibles) se utilizan principalmente en el campo de la "gran" informática, es decir, en centros de datos, servidores, etc. Y la startup Cool Bitts decidió que antes de crear grandes sistemas sumergibles, sería una buena idea prueba en pequeña escala. Y específicamente para tales pruebas, así como para varios experimentos, se creó una serie de productos ICEbox.

El aire no es la mejor solución para enfriar la electrónica debido a su baja eficiencia. Si una computadora consume 1000 vatios de energía, entonces el sistema de enfriamiento de aire debe poder eliminar esta cantidad de energía. Y en el caso de los sistemas de refrigeración por inmersión, el radiador externo representa solo el 10 % de la energía, mientras que el refrigerante del depósito se encarga de todo lo demás. Esto puede reducir significativamente los costos de energía para los sistemas de enfriamiento.

El kit de enfriamiento completo, llamado ICEbox5-Sys-1, incluye un depósito transparente, bomba, disipador de calor, ventiladores, marco de accesorios y 5 galones (18,9 litros) de refrigerante EC-120. En el marco se pueden montar hasta dos tarjetas gráficas, una fuente de alimentación ATX y una placa base Micro-ATX. El costo del sistema es de $2450. Tenga en cuenta que el sistema se creó bajo licencia de LiquidCool Solutions.

Este sistema también se puede utilizar para crear potentes sistemas de escritorio. Durante el reciente espectáculo SC19, Cool Bitts mostró su sistema de refrigeración ICEbox en un sistema con procesadores AMD Ryzen Threadripper 2990WX, una placa base ASRock X399M y una tarjeta gráfica EVGA GeForce RTX 2080 Ti XC Ultra.

Cool Bitts ofrece componentes ICEBox separados: marcos para montar componentes, incluidos los diseñados para placas Micro-ATX o Mini-ITX, así como un sistema para monitorear el consumo de energía del sistema de enfriamiento y el sistema informático bajo prueba.

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