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Las claves del arte de las vísceras

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Modelo de cabeza, cuello y parte superior del tórax de una mujer adulta analizada en el estudio. Cuando las donaciones de cadáveres a las facultades de Medicina para que los estudiantes hicieran prácticas de anatomía eran escasas, se empezaron a utilizar a partir del siglo XIX esculturas hiperrealistas de cera sobre una parte ósea real
Modelo de cabeza, cuello y parte superior del tórax de una mujer adulta analizada en el estudio. Cuando las donaciones de cadáveres a las facultades de Medicina para que los estudiantes hicieran prácticas de anatomía eran escasas, se empezaron a utilizar a partir del siglo XIX esculturas hiperrealistas de cera sobre una parte ósea real

En los siglos pasados, cuando no existían tantas donaciones de cadáveres a las facultades de Medicina y tampoco estaban avanzadas las técnicas de conservación, los estudiantes de Medicina realizaban escasas prácticas reales de anatomía, es decir, de disección de cadáveres. Sin embargo, los profesores contaban con esculturas hiperrealistas, elaboradas principalmente con cera, que les permitían mostrar a sus alumnos la estructura y la disposición de las distintas partes del cuerpo humano.

El Museo Anatómico de la Facultad de Medicina de la Universidad de Valladolid (UVa) cuenta con la colección más amplia de España de piezas de estas características procedentes del taller parisino Vasseur-Tramond, unas tallas elaboradas a partir de una técnica denominada ceroplástica, con la que se trataba de reproducir de la forma más fielmente posible una disección real, con el objetivo de que perdurase en el tiempo.

“El origen de estas imitaciones de cera del cuerpo humano se encuentra en la época del Renacimiento (siglo XV), principalmente en Italia, aunque no fue hasta el siglo siguiente cuando el interés por la Anatomía llevó a los artesanos a construir modelos anatómicos humanos, de animales y de plantas”, detalla Juan Francisco Pastor, director del Museo de Anatomía de la UVa, quien añade que la ceroplástica alcanzó su apogeo en el siglo XVIII en Italia. Ya a mediados del siglo XIX, París se convirtió en el principal centro de fabricación.

Talleres como el de Vasseur-Tramond comenzaron a vender estas ceras a facultades de Medicina y escuelas de cirugía europeas alrededor de 1880. En el caso de la Facultad de Medicina de la Universidad de Valladolid, fue el ilustre Salvino Sierra, director del Instituto Anatómico Sierra –germen del actual Museo de Anatomía–, quien adquirió a principios del siglo XX la colección completa, de la cual hoy se conservan unas 114 piezas.

“Se han perdido bastantes piezas y otras están muy deterioradas, porque se han utilizado mucho en la enseñanza. No obstante, hoy el valor artístico de estas piezas supera al didáctico, y por ello estamos restaurándolas poco a poco, ya que su recuperación es muy costosa”, señala el profesor Pastor.

El “misterio” de los métodos utilizados

Pero, ¿qué métodos utilizaban los artesanos para construir estas piezas hiperrealistas? Cada escultor tenía sus propias técnicas, que guardaba bajo un estricto secreto profesional, por lo que no existe documentación al respecto.

“Sabemos que intervenían, por un lado, el anatómico que realizaba la disección y, por otro, el escultor anatómico, pero cada uno tenía su propia forma de hacerlo y por ello existía un gran secretismo. Lo que conocemos es que tenían que trabajar apresuradamente, ya que no existían los métodos de conservación actuales y los cadáveres no tardaban en descomponerse, de modo que extraían unos moldes y, sobre una parte ósea real, empezaban a aplicar la cera”, apunta Pastor

El director del Museo de Anatomía de la UVa, junto con otros investigadores del departamento de Anatomía y Radiología de la Universidad de Valladolid, del Servicio de Radiodiagnóstico del Hospital Clínico Universitario y de la Universidad de las Artes de Londres (Reino Unido), ha logrado desvelar por primera vez algunos de los métodos y materiales utilizados en estos modelos anatómicos.

En un estudio publicado en la revista Journal of Anatomy, los investigadores han analizado una de las piezas más valiosas del Museo de Anatomía de la UVa, en concreto un modelo de cabeza, cuello y parte superior del tórax de una mujer adulta, mediante tomografía computarizada multicorte (TCMC) –que permite realizar una reconstrucción tridimensional de la pieza y llevar a cabo diversas medidas, como la densidad de los tejidos– y rayos X por medio de microscopía electrónica de barrido ambiental.

El trabajo desvela que la arteria carótida y sus ramas tenían una densidad uniformemente alta, compatible con la utilización de algún elemento metálico en su composición. Gracias a la microscopía, los investigadores determinaron que se trataba de sulfuro de mercurio mezclado con alguna sustancia orgánica, posiblemente grasa.

“Fue toda una sorpresa. El anatómico y el artesano inyectaron este compuesto directamente en los vasos sanguíneos del cuerpo diseccionado. Después esperaron a que se solidificara para realizar cortes en varios puntos y sumergir el árbol vascular en un líquido corrosivo para eliminar los restos de la arteria original y que solo quedara el interior, que se transportaba a la pieza de cera”, detalla el profesor Pastor.

Los científicos analizaron además otros aspectos de la pieza, como el pelo, también natural, así como los soportes y dispositivos utilizados para sujetar las distintas capas del modelo. Una información que contribuirá sin duda a la restauración y conservación de estas pequeñas obras de arte.

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Polluelos: a más caca, más defensas

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Las crías de aves producen heces encapsuladas en una cobertura mucosa
Las crías de aves producen heces encapsuladas en una cobertura mucosa

El mundo animal sigue normas estrictas para sortear fuentes de contaminación y posibles peligros, como la depredación. En el caso de las aves, retiran los excrementos de sus crías a diario para conservar la higiene del nido.

Un estudio demuestra que la presencia de heces en los nidos atrae insectos y provoca la activación del sistema inmunitario de las crías, lo que proporciona importantes pistas sobre el porqué de este hábito sanitario.

Hasta ahora, en la ornitología –la rama de la zoología dedicada al estudio de las aves– predominaba la hipótesis de que la eliminación de los excrementos se producía para evitar la atracción de organismos parásitos. Sin embargo, esta nueva investigación lo refuta.

“Nuestro estudio pone de manifiesto que la atracción de parásitos no parece ser la causa que ha favorecido la evolución de este comportamiento, a pesar de asumirse como tal tradicionalmente”, declara a Sinc Juan Diego Ibáñez-Álamo, autor principal del estudio e investigador en la Estación Biológica de Doñana del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y en la Universidad de Groninga (Países Bajos).

Respuesta del sistema inmune

Los científicos utilizaron tres experimentos diferentes con trampas de insectos, nidos artificiales y nidos reales de mirlos para observar la atracción que los excrementos producían en los parásitos.

Aunque las predicciones apuntaban que se encontraría una mayor cantidad de parásitos si había heces, “los sacos fecales no atrajeron a un mayor número parásitos”, afirma el investigador.

El sistema inmunitario de las crías se vio afectado por la presencia de las heces, concretamente, la proporción de heterófilos con respecto a los linfocitos –células sanguíneas que luchan frente a agentes perjudiciales como parásitos–, que es un indicador fisiológico de la respuesta al estrés en aves. “Esta proporción en las crías que vivían cerca de los sacos fecales fue significativamente más alta que la de aquellos que no tenían heces a su alrededor”, declaran los autores.

Los científicos encontraron además un incremento en la atracción de moscas y una reducción en los ácaros debido a los excrementos de las crías. Los autores apuntan la capacidad de las moscas como vectores para transmitir microorganismos perjudiciales como una de las causas que provocaría la activación del sistema inmune.

Las crías de aves producen heces encapsuladas en una cobertura mucosa. Esta singular estructura, que un estudio previo demostró que posee una función de aislante bacteriano, podría también ser la responsable de evitar la atracción de parásitos. “Es posible que la mucosa actúe como una barrera para impedir que se propaguen las pistas químicas que podrían usar los parásitos para localizar a los pollos”, declara Ibáñez-Álamo.

“Los resultados de nuestra investigación parecen indicar que los microorganismos podrían estar jugando un papel muy importante en relación con la limpieza del nido de las aves”, añade el investigador.

No obstante, los autores consideran que este hábito parental es resultado de varios factores: “No podemos descartar que el comportamiento de los padres pueda ser alterado por la existencia de heces cerca del nido”, declaran. Incluso la depredación podría ser otra causa determinante para este comportamiento.

Sanar gracias al gen perezoso

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La proteína NEMURI promueve el descanso en situaciones en las que el sueño es vital
La proteína NEMURI promueve el descanso en situaciones en las que el sueño es vital

El ser humano pasa de media un tercio de su vida durmiendo. Para saber más sobre los factores genéticos involucrados en el sueño, un equipo de investigadores de la Universidad de Pensilvania (EE UU) ha analizado el genoma de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), que tiene similaridades con el de los mamíferos.

En el estudio, publicado en la revista Science, los científicos identificaron un gen, llamado nemuri, que aumenta la necesidad de dormir de estos insectos cuando están enfermos. En concreto, este gen, que codifica una proteína antibacteriana, se activa para combatir a los gérmenes durante una infección. Su sobreexpresión en el cerebro adormece y prolonga el sueño.

“La proteína NEMURI promueve el descanso en situaciones en las que el sueño es vital como cuando estamos enfermos”, señala el experto en neurociencia Hirofumi Toda, autor principal del trabajo.

“Aunque ya se sabía que dormir está estrechamente relacionado con el proceso de curación, nuestro estudio vincula directamente el sueño con el sistema inmunitario y proporciona una posible explicación de cómo aumenta la necesidad de descansar durante una enfermedad”, precisa Amita Sehgal, directora del Programa de Cronobiología de Penn de la Universidad de Pensilvania.

En el año 2000 se secuenció el genoma completo de la mosca de la fruta. Desde entonces, se conoce que más del 70 % de los genes relacionados con enfermedades descritas en humanos tienen correspondencia en el código genético de la Drosophila y un 50 % de las secuencias proteínicas de la mosca tiene análogos en los humanos.

Asimismo, comparten todas las características fundamentales del sueño de los mamíferos. “Este insecto es un gran modelo genético que se utilizan para comprender el sueño humano. En nuestro caso, lo más relevante es que tienen un reloj biológico cirdardiano de 24 horas parecido al de los humanos”, declara a Sinc Sehgal.

En los ensayos, los expertos privaron a las moscas de la muestra de su descanso diario. Al hacerlo, observaron que el gen nemuri se estimulaba y se sobreexpresaba en un conjunto de neuronas situado cerca de una región del cerebro implicada en el sueño. En consecuencia, los animales se volvían más somnolientos. Por el contrario, sin el gen se despertaban con mayor facilidad.

Según los autores del estudio, aunque se han detectado péptidos (moléculas formadas por la unión de varios aminoácidos) similares en ciertos vertebrados, como peces y ranas, aún no se han identificado en mamíferos.

“En la próxima fase de nuestro trabajo, planeamos investigar el mecanismo por el cual nemuri promueve el sueño”, concluyen los investigadores.

La madre del cordero trastornado

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Millones de variantes genéticas comunes en más de 800.000 personas podrían ser factores de riesgo en 25 trastornos neurológicos y psiquiátricos
Millones de variantes genéticas comunes en más de 800.000 personas podrían ser factores de riesgo en 25 trastornos neurológicos y psiquiátricos

Los diferentes trastornos psiquiátricos comparten un gran número de genes de susceptibilidad, mientras que en las patologías neurológicas no psiquiátricas —como el alzhéimer o el párkinson— la genética es mucho más específica, según un artículo publicado en la revista Science.

En la nueva investigación —la más extensa y ambiciosa sobre factores genéticos compartidos en patologías del cerebro— participan Bru Cormand y Raquel Rabionet, del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB), el Centro de investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER) y el Instituto de Investigación Sant Joan de Déu (IRSJD), entre más de quinientos expertos de países de todo el mundo.

El trabajo recopila datos sobre millones de variantes genéticas comunes en más de 800.000 personas —entre pacientes y voluntarios sanos— que podrían ser factores de riesgo en 25 trastornos neurológicos y psiquiátricos (esquizofrenia, autismo, trastorno bipolar, depresión severa, TDAH, migraña, alzhéimer, etc.).

Además, abre nuevas fronteras a la investigación sobre las patologías que afectan al cerebro. Por primera vez, se perfila la base genética compartida entre trastornos psiquiátricos y enfermedades neurológicas no psiquiátricas (alzhéimer, párkinson, migraña, etc.), y amplía el foco de interés a rasgos de personalidad que no se consideran trastornos clínicos (inestabilidad emocional, por ejemplo) y a parámetros cognitivos (como el rendimiento escolar).

Los expertos se han centrado en el análisis de variantes genéticas que son frecuentes en la población general —presentes en más del 1% de los individuos—, pero que pueden dar lugar a patologías psiquiátricas o neurológicas en determinadas combinaciones. Las variantes estudiadas son las que afectan a cambios en un único nucleótido del ADN (SNP), que es el más abundante en el genoma humano.

Tal como explica Bru Cormand, “este trabajo nos ayuda a determinar el peso que tienen las variantes genéticas frecuentes en la etiología de las enfermedades del cerebro: es decir, a caracterizar la arquitectura genética de estos trastornos y separar la base genética compartida de las especificidades de cada trastorno”.

Genes y rasgos de la personalidad, a examen

El estudio confirma una fuerte correlación genética entre esquizofrenia, autismo, trastorno bipolar, depresión severa y trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH). Ahora bien, desvela igualmente que no existe un solapamiento importante entre los factores de riesgo genético de los trastornos psiquiátricos y los de las demás patologías neurológicas.

“Algunos trastornos neurológicos —apunta Cormand— como la epilepsia, el ictus, la esclerosis múltiple, el párkinson o el alzhéimer, tienen bases genéticas muy diferenciadas entre sí y también respecto a los trastornos psiquiátricos. La única excepción es la migraña, un trastorno neurológico que comparte genética con varios trastornos psiquiátricos (por ejemplo, el TDAH, la depresión severa o el síndrome de Tourette)”.

Otro de los elementos más innovadores es la correlación genética establecida entre algunos rasgos de la personalidad —como el neuroticismo, es decir, la inestabilidad emocional— con la mayoría de trastornos psiquiátricos y la migraña. En paralelo, también se han analizado distintas medidas cognitivas tomadas durante la infancia, “por ejemplo, los años de educación recibidos o el rendimiento escolar, que se relacionan positivamente con algunos trastornos psiquiátricos, como el trastorno bipolar o la anorexia, y negativamente con algunos trastornos neurológicos, como el alzhéimer o el ictus”, revela Raquel Rabionet.

Los genotipos se han generado mediante plataformas de análisis genético a gran escala —estudios de asociación del genoma completo (GWAS)— disponibles en España y muchos de los países implicados. “Los datos de partida son millones de genotipos de cientos de miles de individuos”, recuerda Cormand.

“En este tipo de trabajos tan integradores, la principal dificultad radica en la armonización de los datos, en generar un conjunto de datos homogéneo que facilite los análisis posteriores. Por lo tanto es esencial aplicar controles de calidad muy rigurosos”.

Trastorno psiquiátrico y neurológico: una frontera delicada

Durante años, la clasificación de las patologías psiquiátricas no siempre se ha basado en las causas reales de cada enfermedad, a causa del gran desconocimiento sobre la etiología de estos trastornos. Conocer los genes concretos que están implicados en una patología es un avance para mejorar la clasificación (nosología), el diagnóstico y las estrategias terapéuticas frente a la enfermedad.

Hace tiempo que los estudios de gemelos y familiares han permitido determinar que los trastornos psiquiátricos tienen una base genética importante, a menudo superior al 50%. Ahora, gracias a los datos genéticos masivos, es posible identificar genes concretos implicados en estas patologías —el paisaje genético— y abordar la cuantificación del riesgo genético a partir de datos moleculares. Además, la tecnología aplicada permite hacer comparaciones entre trastornos, como es el caso del trabajo publicado en Science.

Encontrar coincidencias genéticas entre diferentes trastornos psiquiátricos indica que, muy probablemente, las fronteras clínicas actuales no reflejan procesos fisiopatológicos diferenciados, al menos a nivel genético. “Esto puede tener un impacto en cuanto a tratamiento, pero aún es pronto para saber cómo podrá incidir todo ello en la práctica, en la elección de terapias. Sin embargo, sí podemos emplear los nuevos datos para clasificar los trastornos en nuevos compartimentos basados en la biología subyacente, lo que es probable que nos ayude a diseñar terapias más específicas y adecuadas”, apuntan Cormand y Rabionet.

“De momento —concluyen—, quizá sería preciso adecuar las clasificaciones diagnósticas actuales en el ámbito de la psiquiatría. Esto no sería necesario en los trastornos neurológicos; en este caso, las fronteras son mucho más claras, tanto entre los diferentes cuadros como respecto a los trastornos psiquiátricos”.

La lógica infantil es pura ciencia

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Los niños piensan de forma muy similar a la que se emplea en la ciencia. Las hipótesis, las inferencias causales y el aprendizaje a partir de la estadística y de la observación son algunos de los métodos usados por los más pequeños y que los convierten en “pequeños científicos”

La comprensión de las relaciones causales al observar el entorno y la capacidad de establecer preferencias a partir de unos patrones estadísticos son algunas de las características de los niños que los convierten en pequeños investigadores. Ahora, una investigadora de la Universidad de California en Berkeley se ha adentrado en el aprendizaje de los más pequeños con un estudio que puede ayudar a mejorar la enseñanza de las disciplinas científicas.

Hace décadas, pensadores como Jean Piaget –pionero de la teoría del desarrollo cognitivo– defendieron que los niños pensaban de manera opuesta al método científico. Él los describía como “irracionales, ilógicos y limitados al aquí y al ahora”, adjetivos que fueron base de inspiración para algunos modelos educativos y políticos de una época en la que, por encima de todo, las técnicas de enseñanza se centraban en el profesor.

Sin embargo, esta investigación refuta las ideas de Piaget y relata un experimento curioso: dos niños menores de dos años ven a una persona ‘A’ que coge ranas de una caja llena de ranas, o bien ranas de una caja en la que solo hay patos. ‘A’ se marcha y otra persona ‘B’ da a los niños dos cajas, la primera con ranas y la segunda con patos. Cuando ‘A’ vuelve y extiende la mano, los niños pueden darle tanto una rana como un pato.

La sorpresa de la científica fue que cuando la persona ‘A’ había cogido ranas de la caja llena de patos, los niños le daban una rana porque intuían que prefería las ranas; en cambio, cuando había cogido una rana de la caja llena de ranas, le daban indistintamente un animal o el otro porque intuían que su elección había sido al azar. Este tipo de respuestas “demuestran que los niños menores de dos años tienen preferencia por patrones estadísticos”, recoge el estudio.

En la última década algunas líneas de investigación han propuesto demostrar que los pequeños adquieren conocimiento mediante procesos similares a la inducción característica de la ciencia: analizan patrones estadísticos, hacen experimentos y asimilan conocimientos mediante la observación de lo que hacen los demás.

El uso de los métodos probabilísticos para conocer el entorno es muestra de la vertiente científica infantil. Las personas adultas, especialmente los científicos, son capaces de saber que hay muchas hipótesis compatibles con la evidencia y que, además, algunas tienen mayor probabilidad de ser acertadas que otras.

El trabajo explica cómo utilizando la técnica del ‘tiempo de observación’, un grupo de científicos situó a dos niños ante dos cajas, una llena de bolas rojas de pimpón y otra con bolas blancas. Cuando alguien extraía bolas rojas de la caja donde la mayoría de ellas eran blancas, los niños miraban durante más tiempo que cuando cogía muchas bolas rojas de una caja llena de bolas rojas. “Los niños menores de dos años infieren un estado mental subyacente –una preferencia– a partir de un patrón estadístico”, explica el estudio.

Conocer observando a los demás

Otra faceta del comportamiento científico de los niños es la que les permite “aprender extrayendo conclusiones a partir de lo que hacen los demás”. En su investigación se ha analizado el caso de niños de cuatro años que veían secuencias distintas de tres acciones con un juguete. Esas acciones sucedían o no en cada prueba y el análisis estadístico de los datos sugería que solo las últimas dos maniobras eran necesarias para activar el juguete.

Sorprendentemente, cuando los niños cogían el juguete, con frecuencia solo reproducían esas dos acciones relevantes en lugar de imitar todo lo que habían observado antes, lo que explica que “pueden aprender las relaciones causales observando lo que otras personas hacen y el resultado de esas acciones”.

Saber que los niños aprenden a partir de la estadística y de las acciones de los demás del mismo modo que lo hacen los científicos podría facilitar el marco necesario para que “a partir de ahora se utilice la curiosidad natural de los niños para diseñar nuevos métodos de enseñar y aprender la ciencia”.

El latido del sueño

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Las personas que duermen menos de seis horas tienen una probabilidad de un 27% mayor de tener aterosclerosis en todo el organismo
Las personas que duermen menos de seis horas tienen una probabilidad de un 27% mayor de tener aterosclerosis en todo el organismo

Las personas que duermen menos de seis horas pueden tener un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular en comparación con aquellas que lo hacen entre siete y ocho horas, según sugieren los resultados del estudio PESA CNIC-Santander, publicado en el Journal of American College of Cardiology (JACC).

Según la investigación, el sueño de ‘mala calidad’ aumenta el riesgo de aterosclerosis (acumulación de placas en las arterias de todo el cuerpo). “Hasta ahora hemos tratado de entender las enfermedades cardiovasculares pero, gracias a estudios como este, estamos comenzando a entender la salud”, señala Valentin Fuster, director general del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

“Hay dos cosas que hacemos todos los días: comer y dormir. Desde hace años conocemos la relación entre una buena nutrición y la salud cardiovascular; sin embargo, no tenemos tanta información acerca de la relación entre el sueño y la salud cardiovascular”, afirma el autor principal del estudio, José M. Ordovás, investigador del CNIC y director de Nutrición y Genómica en el Centro de Investigación de Nutrición sobre el Envejecimiento Jean Mayer Human-USDA en la Universidad de Tufts (EE UU).

“Las enfermedades cardiovasculares son un gran problema mundial. Actualmente estamos previniendo y tratando a las personas afectadas con diferentes métodos –fármacos, actividad física y dieta–. No obstante, estos resultados enfatizan que debemos incluir al sueño como una ‘herramienta’ más para combatirlas”, subraya Ordovás.

“Este es el primer estudio que muestra que el sueño medido objetivamente está asociado de manera independiente con la aterosclerosis en todo el organismo, no solo en el corazón”, añade.

Trabajos previos ya han demostrado que la falta de sueño aumenta el riesgo de patología cardiovascular al incrementar los factores de riesgo de la enfermedad cardíaca, como los niveles de glucosa, la presión arterial, la inflamación y la obesidad.

“En nuestra investigación, que incluye a casi 4.000 participantes, hemos evaluado el impacto de la duración del sueño o la fragmentación del mismo en la aterosclerosis. Así, hemos visto que los participantes que dormían menos de 6 horas al día o tenían un sueño muy fragmentado y de mala calidad tenían más placas de colesterol, en comparación con aquellos que dormían más horas o tenían un sueño menos fragmentado”, subraya Fernando Domínguez, primer autor del artículo. “La duración y la calidad del sueño son de vital importancia para la salud cardiovascular”.

Un trabajo que mejora los anteriores

El estudio utilizó técnicas de imagen para detectar la prevalencia y la tasa de progresión de las lesiones vasculares subclínicas en una población con una edad media de 46 años. Todos los participantes estaban libres de enfermedad cardíaca conocida y dos tercios eran varones. Todos los voluntarios usaron durante siete días un actígrafo, un pequeño dispositivo que mide de forma continua la actividad o el movimiento, para medir las características del sueño.

Se dividieron en cuatro grupos: los que dormían menos de seis horas, de seis a siete horas, de siete a ocho horas y los que dormían más de ocho horas. Los participantes se sometieron a ecografías cardíacas en 3D y tomografías computarizadas (TC) para detectar la presencia de enfermedades cardíacas.

La investigación descubrió, después de considerar los factores de riesgo tradicionales para la enfermedad cardíaca, que los participantes que dormían menos de seis horas tenían una probabilidad de un 27% mayor de tener aterosclerosis en todo el organismo, en comparación con los que lo hacían de siete a ocho horas.

Además, aquellos que tenían una mala calidad de sueño tenían una probabilidad de un 34% mayor de tener aterosclerosis, en comparación con aquellos que tenían una buena calidad de sueño.

La calidad del sueño se definió por la frecuencia con la que una persona se despertaba durante la noche y la frecuencia de sus movimientos durante el sueño, que reflejan sus diferentes fases. Si bien el número de participantes que durmieron más de ocho horas fue pequeño, el estudio también sugirió que el sueño excesivo puede estar asociado con un mayor riesgo de aterosclerosis, especialmente en mujeres.

Para Ordovás, este trabajo es diferente a los estudios previos que se han llevado a cabo sobre sueño y salud del corazón. En primer lugar, es más grande y se enfoca en una población saludable. Además, muchos de los trabajos anteriores han incluido personas con apnea del sueño u otros problemas de salud o se han basado en cuestionarios para determinar cuánto dormían los participantes. Sin embargo, en este caso se han utilizado actígrafos para obtener medidas objetivas del sueño. “Lo que las personas informan sobre su sueño difiere muchas veces de la realidad”, concluye Ordovás.

Más ciencia que ficción

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El polvo neuronal podrá tratar la epilepsia y el control de vejiga. Implantarlo será tan sencillo como hacerse un piercing
El polvo neuronal podrá tratar la epilepsia y el control de vejiga. Implantarlo será tan sencillo como hacerse un piercing

Vincent Leung regresó a su casa después de un largo día de trabajo. Este ingeniero electrónico y director del Qualcomm Institute Circuits Labs de la Universidad de California en San Diego (EE UU) solo quería descansar y comer con su familia. Se cambió, preparó una cena ligera, se sentó en el sofá, encendió el televisor y se puso a ver en Netflix un episodio de la serie distópica Black Mirror en el que una madre sobreprotectora hacía que le implantaran a su hija un chip en la cabeza para vigilar todo lo que la niña observaba. Entonces, mientras Leung al fin se relajaba, un grito alteró la tranquilidad de su hogar. “¡Es lo que tú haces!”, le gritó su esposa, que estaba justo a su lado.

Vincent Leung no lo niega. “Eso es ficción –aclara–. Pero es cierto, estamos haciendo cosas más locas que las que se ven en la serie”. Leung es uno de varios investigadores que recorren las fronteras de lo científicamente posible al desarrollar neurotecnologías cada vez más potentes.

Financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa del Pentágono (DARPA), Leung trabaja en la próxima generación de implantes cerebrales inalámbricos. Los llama neurograins –o neurogranos– y son chips del tamaño de un grano de sal. “Mira –extiende una pequeña caja negra en la que se ve unos minúsculos puntitos metálicos–. ¿No son lindos?”.

Leung se mueve con comodidad en su laboratorio lleno de cables, circuitos integrados, amplificadores, destornilladores y pizarrones. Durante décadas, se dedicó a mejorar la potencia de los chips de los teléfonos móviles. Ahora, asegura, es tiempo de diseñar chips para el cerebro. Parece ser el próximo paso lógico.

Con los años, las tecnologías se han ido acercando al cuerpo. Hasta no hace mucho, para atender una llamada uno tenía que caminar hacia el teléfono fijo. Ahora solo basta con sacar el móvil del bolsillo y llevarlo al oído o conversar directamente a través de pequeños audífonos –como los Airpods de Apple– en nuestras orejas. Todo indica que la próxima fase de las telecomunicaciones irá más allá: las tecnologías traspasarán la piel y se internarán dentro de nuestros cuerpos.

“Es un gran desafío científico –dice Leung–. En un principio, la idea es implantar los neurograins en la corteza cerebral, es decir, la capa externa del cerebro, de personas que han perdido cierta función debido a una lesión o enfermedad. Y a través de diminutos pulsos eléctricos, estimular las neuronas atrofiadas”.

El equipo de Leung en la Universidad de California en San Diego forma parte de una amplia colaboración internacional –en la que también participan la Universidad de Brown, el Hospital General de Massachusetts, las universidades de Stanford y Berkeley y el Centro Wyss de Bioingeniería en Ginebra– para desarrollar prótesis neuronales inalámbricas capaces de registrar y estimular la actividad del cerebro.

Decenas de miles de neurograins podrían funcionar como una especie de intranet cortical, coordinada de forma inalámbrica mediante un centro de comunicaciones central en forma de un parche electrónico delgado colocado sobre la piel. Así se abrirían nuevas terapias de neurorrehabilitación, en especial teniendo en cuenta que esta red tiene capacidades tanto de ‘lectura’ como de ‘escritura’.

Los neurograins podrían ‘leer’ a las neuronas, esto es, registrar su actividad eléctrica, y también podrían estimularlas. “Podríamos transmitir datos del mundo exterior a los neurograins –indica Leung–. Por ejemplo, proyectar sonidos a personas sordas o imágenes a invidentes: si una persona ciega tiene su corteza visual intacta podríamos tomar una foto con una cámara y por vía inalámbrica mandar una señal codificada en un lenguaje que el cerebro pueda entender”.

Cerebros conectados

En 2004, Matthew Nagle –un hombre de 25 años tetrapléjico tras un incidente en el cual fue herido con un cuchillo– se convirtió en la primera persona en mover objetos solo con el pensamiento. El neurocientífico John Donoghue de la Universidad de Brown le implantó en la parte del cerebro donde se coordina la actividad motora lo que denomina BrainGate: un minúsculo chip de silicio de cuatro milímetros de lado con cien electrodos.

Se trató de la primera interfaz cerebro-ordenador: un sistema a través del cual se procesan y envían señales que viajaban por un haz de cables que salían del cuero cabelludo de Nagle hasta un carrito electrónico con un tamaño de refrigerador que le permitía, entre otras cosas, cambiar los canales de un televisor, ajustar el volumen, abrir y cerrar una mano ortopédica, mover el cursor de un ordenador, leer correos electrónicos y jugar con videojuegos con solo imaginar que movía el brazo. “Los cerebros biónicos se hacen realidad”, tituló por entonces la revista Nature.

Desde entonces, estas neurotecnologías no han hecho otra cosa que diversificarse. Además de las trece personas paralizadas que utilizan el sistema BrainGate, dos monos con implantes cerebrales en la Universidad de Duke fueron capaces de dirigir sillas de ruedas usando solo sus mentes. “Estas tecnologías abrirán todo un mundo de posibilidades –asegura el emprendedor Steve Hoffman de la start-up Founders Space–. No solo nos permitirá comunicarnos mente a mente, sino también conectarnos a internet a través del cerebro”.

Estas afirmaciones parecen algo exageradas, sacadas de películas como The Matrix o de novelas ciberpunks como Down and Out in the Magic Kingdom –un futuro cercano en el que todo el mundo está las 24 horas conectado a la red a través de un enlace cortical– hasta que uno se entera de iniciativas de DARPA como un programa con un presupuesto de cuatro millones de dólares llamado Silent Talk, cuyo objetivo es “permitir la comunicación de usuario a usuario en el campo de batalla sin el uso de voz vocal a través del análisis de señales neuronales”.

En la última década las interfaces cerebro-ordenador se han diversificado: empresas como Emotiv y NeuroSky han desarrollado videojuegos basados en estas neurotecnologías, al igual que la compañía japonesa Neurowear que desarrolló en 2011 unas orejas de gato llamadas Necomimi que responden a las emociones de sus usuarios. Y durante la ceremonia de apertura de la Copa Mundial de Fútbol de Brasil, en 2014, el neurocientífico Miguel Nicolelis mostró en dos decepcionantes segundos cómo un hombre parapléjico utilizaba un exoesqueleto robótico controlado por la mente para patear una pelota.

En este tiempo, la miniaturización se ha acelerado. En 2011, un equipo de la Universidad de California en Berkeley describió por primera vez unas diminutas partículas de silicio que denominaron “neural dust” (polvo neuronal), a grandes rasgos basadas en los mismos principios de los neurograins.

En 2017, dos de sus inventores, el neurocientífico José Carmena y el ingeniero Michel Maharbiz, inauguraron la compañía Iota Biosciences para desarrollar estos implantes inalámbricos que podrían cambiar la forma en que entendemos nuestros cuerpos: son capaces de monitorizar en tiempo real músculos, órganos y nervios en las profundidades del cuerpo –como demostraron en la revista Neuron–. Podrán tratar la epilepsia y el control de vejiga y, también en un futuro, controlar prótesis.

Los sensores de este polvo neuronal se comunican a través de ultrasonido con un parche que los activa y recibe información para cualquier terapia deseada. Sus impulsores imaginan que podrían ser implantados en un simple procedimiento ambulatorio, según Carmena, de la misma manera que una persona se hace un piercing o un tatuaje.

Las posibilidades de las interfaces cerebro-ordenador han atraído el interés de Elon Musk. En 2017, el multimillonario sudafricano, fundador de SpaceX y Tesla, reveló detalles de una nueva empresa, Neuralink, en San Francisco: construir una interfaz cerebro-ordenador implantable que nos permita comunicarnos de forma inalámbrica con cualquier cosa que tenga un chip. Esta simbiosis sería, según Musk, como nuestro seguro ante el “riesgo existencial” que significa el avance de la inteligencia artificial.

Suena todo muy sci-fi: en teoría, podríamos absorber conocimiento instantáneamente desde la nube o transmitir imágenes de la retina de una persona a la corteza visual de otra. “Creo que la mejor solución es tener una capa de inteligencia artificial que pueda funcionar biológicamente dentro de nosotros”, dijo Musk. “El primer uso de la tecnología será reparar lesiones cerebrales como resultado de un accidente cerebrovascular”, describió en un artículo extenso publicado en Wait Buy Why.

Por el momento, ese también es el objetivo de los investigadores detrás de los neurograins: permitirles a personas paralizadas por esclerosis lateral amiotrófica, embolia cerebral u otros trastornos salir de su encierro y comunicar sus necesidades y deseos a otros, operar programas de procesamiento de textos u otro software, controlar una silla de ruedas o neuroprótesis. “Sería una gran mejora de la calidad de vida”, dice Leung. “Primero lo probaremos en primates no humanos”.

¿Qué vendrá después? El objetivo de DARPA, se presume, consistiría en mejorar las habilidades del personal militar. “Podríamos llegar manejar drones con el pensamiento”, especula Leung, quien admite que el campo de las interfaces cerebro-ordenador es terreno fértil para la ciencia ficción .

Pero así como estas tecnologías abren nuevas posibilidades, también implican nuevos riesgos y problemas éticos. ¿Podrían grupos de hackers robar datos internos de un cuerpo –uno de los problemas actuales con los Fitbits– o usar el cuerpo de una persona en contra de su voluntad? “Las prótesis neuronales nos obligan a reevaluar cómo pensamos en la responsabilidad de nuestras acciones”, señala el filósofo Walter Glannon.

Si bien, debido a regulaciones federales, es muy difícil sacar la neurotecnología del laboratorio, los neurograins y el neural dust multiplican las esperanzas y también las amenazas, como la pérdida de la individualidad y privacidad mental.

“Los escenarios abiertos por las interfaces cerebro-ordenador conducen a interesantes preguntas sobre lo que significa ser humano –advierten los especialistas en neuroética Mark A. Attiah y Martha J. Farah en un artículo–. ¿Seríamos humanos si pudiéramos hacer que otros se movieran o actuasen a partir de nuestro pensamiento? ¿Seríamos humanos si nuestras mentes nunca operasen independientemente de los demás? Estas neurotecnologías podrían traer cambios sociales tectónicos”.