Tocando los web 2.0

La idea de que la Naturaleza es fractal parte del famosísimo libro del genial Benoit B. Mandelbrot, “The Fractal Geometry of Nature,” Freeman, 1982. Los fractales tienen una belleza geométrica que atrae a todo el mundo. Libros tan bien ilustrados como el de Heinz-Otto Peitgen, Peter H. Richter, “The beauty of fractals: images of complex dynamical systems,” Springer, 1986, han tenido una repercusión enorme tanto en matemáticas como en el resto de la ciencia. ¿Realmente es fractal la Naturaleza? Obviamente no, en un sentido matemático estricto, un fractal tiene que ser autosemejante a todas las escalas y esto es físicamente imposible (“todas” son infinitas). La Naturaleza ha de ser necesariamente prefractal, autosemejante sólo en cierto número de escalas. Un objeto parecerá fractal si este número de escalas es grande. ¿Grande como qué? Tres o cuatro órdenes de magnitud parecen más que suficientes.

La cuestión sobre si la Naturaleza es o no es fractal se reduce a comprobar si los sistemas físicos que se proclaman como fractales son autosemejantes en escalas de al menos 3 órdenes de magnitud (de 1 a 1000, de 10⁰ a 10³). La verdad es que la mayoría de los artículos (no matemáticos) en física que proclaman la naturaleza fractal de algún fenómeno medido experimentalmente no logran alcanzar 3 órdenes de magnitud en el número de escalas que presentan autosemejanza, como nos mostró el estudio estadístico realizado por David Avnir, Ofer Biham, Daniel Lidar, Ofer Malcai, “Is the Geometry of Nature Fractal?,” Science 279: 39-40, 2 January 1998. La Naturaleza tiene una naturaleza prefractal. Obviamente, no tardó en leerse la respuesta del propio Benoit B. Mandelbrot a dicho artículo (Benoit B. Mandelbrot; Peter Pfeifer; Ofer Biham, Ofer Malcai, Daniel A. Lidar, David Avnir, “Is Nature Fractal?,” Correspondence, Science 279: 783, 6 February 1998), replicada por los propios autores entre otros. Permitidme recordar los hechos… pero antes un vídeo de Redes para hacer boca.

Los fractales son hermosas contrucciones matemáticas caracterizadas por una cascada interminable de detalles estructurales autosemejantes que se revelan conforme los escalamos (los vamos aumentando con una lupa). Matemáticamente un fractal es autosemejante a todas las escalas posibles. En las últimas dos décadas, muchos científicos han creido observar estructuras fractales por doquier en cualequier estructura física de geometría compleja que han observado en sus datos experimentales. Hasta en mecánica cuántica se ha proclamado la observación experimental de funciones de onda cuánticas fractales en la superficie de un semiconductor cerca de la transición entre metal y aislante (Gregory A. Fiete, Alex de Lozanne, “Seeing Quantum Fractals,” Perspectives, Science 327: 652-653, 5 February 2010; Anthony Richardella et al., “Visualizing Critical Correlations Near the Metal-Insulator Transition in Ga1-xMnxAs“, Reports, Science, 327: 665-669, 5 February 2010).

La declaración de fractalidad en un sistema físico está asociada a su autosemejanza: Un objeto es autosemejante si se puede construir a partir de copias semejantes a sí mismo, es decir, copias idénticas a sí mismo a las que se ha aplicado un factor de escala (transformación geométrica denominada escalado, semejanza u homotecia). Un objeto fractal no tiene ninguna escala característica sino que todas las escalas son “buenas” para representar dicho objeto. La fractalidad de ciertos resultados experimentales requiere observar las repeticiones de cierto patrón de autosemejanza en múltiples escalas que recorran varios órdenes de magnitud. Sin embargo, en la mayoría de los artículos que se publican hoy en día esta condición no se cumple y la posible fractalidad se limita a sólo unas pocos órdenes de magnitud en las escalas.

Avnir et al. estudiaron artículos en revistas de la APS (American Physical Society), en concreto, Physical Review Letters y Physical Review desde la A a la E, publicados durante los años de 1990 a 1996, cuyos autores proclamaran haber descubierto la fractalidad de sus resultados experimentales (96 artículos en total). Para su sorpresa descubrieron que la mayoría de dichos sistemas físicos presentan autosemejanza sólo en factores de escala en dos órdenes de magnitud, entre 1 y 100, y ninguno lograba observarla en más de 3 órdenes de magnitud (ver el histograma que abre esta entrada extraído de su artículo). Matemáticamente, la fractalidad de una propiedad P se observa empíricamente si dicha propiedad depende de una cierta dimensión (resolución) r con una expresión en forma de ley de potencia dada por

P = k r f(D),

donde D es la dimensión fractal calculada experimentalmente, k es una constante y el exponente f (D) es una función simple de D. En la mayoría de los casos dicha ley de potencia es ajustada utilizando regresión lineal (un procedimiento que es matemáticamente incorrecto, más detalles por ejemplo en ”Todo lo que siempre quisiste saber sobre leyes de potencia,” este blog, 21 jun. 2009, o en “Qué hace un físico con las estadísticas del blog (y 2),” Pseudópodo, 18 feb 2008). Además, muchas veces la región “lineal” en la que se ajustan los datos es determinada “a ojo de buen cubero” por parte del investigador.

Para Avnir et al. sus resultados indican claramente que la naturaleza fractal proclamada por los autores de los artículos que han estudiado es muy discutible. En su opinión la etiqueta fractal aplicada por los autores de los artículos que han estudiado es, ellos dicen tal vez, errónea. Yo pondría la etiqueta de prefractal. Más aún, no ven claro que declarar la fractalidad de unos resultados experimentales tenga ningún tipo de utilidad (“A more basic question should be asked: Is this useful?“). Se preguntan: ¿de qué sirve una ley de potencias para describir una geometría complicada? ¿en qué ayuda la ley de potencias a la hora de entender la formación de dicho patrón geométrico? ¿en qué ayuda saber que una geometría es prefractal?

La geometría fractal es una rama de las matemáticas que estudia objetos geométricos abstractos muy complejos, por ejemplo, cuyo contorno es continuo pero no diferenciable. Sin embargo, una geometría prefractal no es tan complicada y puede ser estudiada con las herramientas estándares de la geometría convencional (no fractal). ¿Por qué no se limitan los investigadores a proclamar el descubrimiento de una ley de potencias en sus datos en lugar de proclamar su fractalidad? Avnir et al. no se mojan, dejan la pregunta en el aire. Yo me atrevo a afirmar que “fractal” suena mucho mejor, es más “comercial,” a la hora de tratar de “vender” un artículo para que sea aceptado en una revista de impacto.

Avnir et al. acaban su artículo con una pregunta final: ¿es la geometría de la Naturaleza fractal? (“Is the geometry of nature fractal?“). Hay teorías físicas sin escala (“scale-free“) para describir fenómenos en equilibrio crítico (en imanes, líquidos y transiciones de fase) y fuera de del equilibrio (ciertos modelos de crecimiento por agregación). Dichas teorías físicas conducen de forma natural a una ley de potencias y a un comportamiento autosemejante (a todas las escalas donde se aplicables). Sin embargo, la mayoría de los artículos que proclaman la fractalidad no parecen estar ligados a este tipo de modelos y no presentan un fundamento físico subyacente que explique sus resultados. Los experimentalistas prefieren la etiqueta “fractal” para los objetos en los que han encontrado leyes de potencia. Acaban su artículo Avnir et al. con un contundente: esta es la geometría fractal de la Naturaleza (“This is the fractal geometry of nature“).

Esta última frase en su artículo es la que más dolió a Mandelbrot quien quiso dejar claro en un comentario de respuesta al artículo que el hecho de que haya muchos investigadores abusando de la palabra “fractal” no quita ápice a que la geometría fractal se observe en la Naturaleza por doquier y su descubrimiento en muchos sistemas físicos no tenga interés. Más bien al contrario, la geometría fractal está siendo encontrada por doquier en todo tipo de estudios. Mandelbrot nos recuerda que en todos los campos científicos hay artículos cuyos análisis son discutibles.

Mandelbrot nos recuerda que los fractales no son una panacea, no están en todas partes en la Naturaleza. Pero hay muchos sistemas que sí los presentan y su descubrimiento a permitido avanzar el conocimiento. Nos pone el ejemplo de la fractalidad en las fracturas de metales, descubierta hace unas décadas, que permitió introducir nuevas medidas de la rugosidad de las fracturas. En estos sistemas la autosemejanza alcanza hasta 5 órdenes de magnitud en las escalas (recientemente hablamos en este blog de un trabajo en esta línea ”Publicado en Nature: Un físico catalán estudia mediante ordenador la propagación de fracturas en materiales frágiles,” 4 marzo 2010). Mandelbrot nos recuerda que sus propios estudios con Berger sobre los errores de transmisión en comunicaciones de datos demostraron la fractalidad en escalas entre 7 y 9 órdenes de magnitud.

Para Mandelbrot los resultados de Avnir et al. se entendienden mejor como desafortunados efectos colaterales del entusiasmo de los autores a la hora de reportar nuevas estructuras fractales, permitidas por una labor deficiente por parte de los revisores de dichos artículos, y no como un descrédito a una nueva herramienta matemática de gran utilidad práctica. ¡Qué va a decir un padre sobre su hijo!

Peter Pfeifer nos comenta que él ha desarrollado técnicas matemáticas que permiten discernir si una estructura geométrica candidata a fractal realmente lo es o no. Además, nos recuerda, también lo hizo Mandelbrot, que Avnir et al. son especialistas en hacer lo que critican, calificar de fractales muchos de sus resultados experimentales modelados con leyes de potencias en menos de un orden de magnitud (“Avnir, and I, have presented, inter alia, scaling ranges of less than a decade as fractals“). Pfeifer nos recuerda que el descubrimiento de fractales requiere un análisis más profundo que sólo ajustar una ley de potencias.

Avnir et al. contestan a ambos recordando que ellos son expertos en el estudio experimental de fractales y que han publicado el artículo de revisión más completo sobre el tema (Ofer Malcai, Daniel A. Lidar, Ofer Biham, David Avnir, “Scaling range and cutoffs in empirical fractals,” Physical Review E 56: 2817–2828, 1997). No comprenden el estupor de Mandelbrot. Su artículo en Science tiene como único objeto destacar que los descubrimientos de fractales en datos experimentales son muy excepcionales y han de ser tratados como tales. Ellos no pretenden desprestigiar o degradar artículos publicados en revistas internacionales de prestigio, que seguramente serán de utilidad para muchos otros investigadores, lo único que pretenden es destacar que hay que replantearse la fractalidad de muchos de los sistemas experimentales para los que ha sido proclamada. Ponen el ejemplo del estudio original de Richardson sobre la fractalidad de la costa de Gran Bretaña (uno de los paradigmas de los fractales desde que Mandelbrot lo presentó en su libro). Este comportamiento se extendiende sólo entre 1 y 2 órdenes de magnitud.

Según Avnir et al. los ejemplos en la literatura científica de fractales “verdaderos” (autosemejantes en escalas de más de 3 órdenes de magnitud) son muy escasos. Para Avnir et al. es muy discutible decir que la costa de Gran Bretaña, las fracturas en metales, las nubes, y muchos otros ejemplos más son fractales. Un análisis más riguroso muestra que son sólo prefractales. La mayoría de los sistemas físicos calificados como fractales sólo presentan autosemejanza en 1′3 órdenes de magnitud y muy excepcionalmente llegan a 3. Los ejemplos con más órdenes de magnitud suelen depender de un análisis concreto de los datos y dichos órdenes de magnitud desaparecen ante una inspección más cuidadosa.

Avnir et al. se reafirman en que la parca evidencia empírica de fractales en la Naturaleza no permite afirmar que “la Naturaleza tenga una geometría fractal.” Hay que reanalizar y estudiar cuidadosamente la fractalidad en todos los sistemas en los que ha sido proclamada con objeto de entender mejor su posible origen en dichos sistemas. Concluyen su comentario preguntándose en voz alta: “¿Por qué la Naturaleza es prefractal?” (“Why are these limited-range fractals common?“).

Quizás es el momento de descansar un poco… aquí tenéis una entrevista de Punset a Mandelbrot para Redes… espero que la disfrutéis

Los fractales son hermosas contrucciones matemáticas caracterizadas por una cascada interminable de detalles estructurales autosemejantes que se revelan conforme los escalamos (los vamos aumentando con una lupa). Matemáticamente un fractal es autosemejante a todas las escalas posibles. En las últimas dos décadas, muchos científicos han creido observar estructuras fractales por doquier en cualequier estructura física de geometría compleja que han observado en sus datos experimentales. Hasta en mecánica cuántica se ha proclamado la observación experimental de funciones de onda cuánticas fractales en la superficie de un semiconductor cerca de la transición entre metal y aislante (Gregory A. Fiete, Alex de Lozanne, “Seeing Quantum Fractals,”  Perspectives, Science 327: 652-653, 5 February 2010; Anthony Richardella et al., “Visualizing Critical Correlations Near the Metal-Insulator Transition in Ga1-xMnxAs“, Reports, Science, 327: 665-669, 5 February 2010).    

La declaración de fractalidad en un sistema físico está asociada a su autosemejanza: Un objeto es autosemejante si se puede construir a partir de copias semejantes a sí mismo, es decir, copias idénticas a sí mismo a las que se ha aplicado un factor de escala (transformación geométrica denominada escalado, semejanza u homotecia). Un objeto fractal no tiene ninguna escala característica sino que todas las escalas son “buenas” para representar dicho objeto. La fractalidad de ciertos resultados experimentales requiere observar las repeticiones de cierto patrón de autosemejanza en múltiples escalas que recorran varios órdenes de magnitud. Sin embargo, en la mayoría de los artículos que se publican hoy en día esta condición no se cumple y la posible fractalidad se limita a sólo unas pocos órdenes de magnitud en las escalas.    

Avnir et al. estudiaron artículos en revistas de la APS (American Physical Society), en concreto, Physical Review Letters y Physical Review desde la A a la E, publicados durante los años de 1990 a 1996, cuyos autores proclamaran haber descubierto la fractalidad de sus resultados experimentales (96 artículos en total). Para su sorpresa descubrieron que la mayoría de dichos sistemas físicos presentan autosemejanza sólo en factores de escala en dos órdenes de magnitud, entre 1 y 100, y ninguno lograba observarla en más de 3 órdenes de magnitud (ver el histograma que abre esta entrada extraído de su artículo). Matemáticamente, la fractalidad de una propiedad P se observa empíricamente si dicha propiedad depende de una cierta dimensión (resolución) r con una expresión en forma de ley de potencia dada por  

P = k r  ^f(D),  

donde D es la dimensión fractal calculada experimentalmente, k es una constante y el exponente f (D) es una función simple de D. En la mayoría de los casos dicha ley de potencia es ajustada utilizando regresión lineal (un procedimiento que es matemáticamente incorrecto, más detalles por ejemplo en ”Todo lo que siempre quisiste saber sobre leyes de potencia,” este blog, 21 jun. 2009, o en “Qué hace un físico con las estadísticas del blog (y 2),” Pseudópodo, 18 feb 2008). Además, muchas veces la región “lineal” en la que se ajustan los datos es determinada “a ojo de buen cubero” por parte del investigador.   

Para Avnir et al. sus resultados indican claramente que la naturaleza fractal proclamada por los autores de los artículos que han estudiado es muy discutible. En su opinión la etiqueta fractal aplicada por los autores de los artículos que han estudiado es, ellos dicen tal vez, errónea. Yo pondría la etiqueta de prefractal. Más aún, no ven claro que declarar la fractalidad de unos resultados experimentales tenga ningún tipo de utilidad (“A more basic question should be asked: Is this useful?“). Se preguntan: ¿de qué sirve una ley de potencias para describir una geometría complicada? ¿en qué ayuda la ley de potencias a la hora de entender la formación de dicho patrón geométrico? ¿en qué ayuda saber que una geometría es prefractal?   

La geometría fractal es una rama de las matemáticas que estudia objetos geométricos abstractos muy complejos, por ejemplo, cuyo contorno es continuo pero no diferenciable. Sin embargo, una geometría prefractal no es tan complicada y puede ser estudiada con las herramientas estándares de la geometría convencional (no fractal). ¿Por qué no se limitan los investigadores a proclamar el descubrimiento de una ley de potencias en sus datos en lugar de proclamar su fractalidad? Avnir et al. no se mojan, dejan la pregunta en el aire. Yo me atrevo a afirmar que “fractal” suena mucho mejor, es más “comercial,” a la hora de tratar de “vender” un artículo para que sea aceptado en una revista de impacto.    

Avnir et al. acaban su artículo con una pregunta final: ¿es la geometría de la Naturaleza fractal? (“Is the geometry of nature fractal?“). Hay teorías físicas sin escala (“scale-free“) para describir fenómenos en equilibrio crítico (en imanes, líquidos y transiciones de fase) y fuera de del equilibrio (ciertos modelos de crecimiento por agregación). Dichas teorías físicas conducen de forma natural a una ley de potencias y a un comportamiento autosemejante (a todas las escalas donde se aplicables). Sin embargo, la mayoría de los artículos que proclaman la fractalidad no parecen estar ligados a este tipo de modelos y no presentan un fundamento físico subyacente que explique sus resultados. Los experimentalistas prefieren la etiqueta “fractal” para los objetos en los que han encontrado leyes de potencia. Acaban su artículo Avnir et al. con un contundente: esta es la geometría fractal de la Naturaleza (“This is the fractal geometry of nature“).    

Esta última frase en su artículo es la que más dolió a Mandelbrot quien quiso dejar claro en un comentario de respuesta al artículo que el hecho de que haya muchos investigadores abusando de la palabra “fractal” no quita ápice a que la geometría fractal se observe en la Naturaleza por doquier y su descubrimiento en muchos sistemas físicos no tenga interés. Más bien al contrario, la geometría fractal está siendo encontrada por doquier en todo tipo de estudios. Mandelbrot nos recuerda que en todos los campos científicos hay artículos cuyos análisis son discutibles.  

Mandelbrot nos recuerda que los fractales no son una panacea, no están en todas partes en la Naturaleza. Pero hay muchos sistemas que sí los presentan y su descubrimiento a permitido avanzar el conocimiento. Nos pone el ejemplo de la fractalidad en las fracturas de metales, descubierta hace unas décadas, que permitió introducir nuevas medidas de la rugosidad de las fracturas. En estos sistemas la autosemejanza alcanza hasta 5 órdenes de magnitud en las escalas (recientemente hablamos en este blog de un trabajo en  esta línea ”Publicado en Nature: Un físico catalán estudia mediante ordenador la propagación de fracturas en materiales frágiles,” 4 marzo 2010). Mandelbrot nos recuerda que sus propios estudios con Berger sobre los errores de transmisión en comunicaciones de datos demostraron la fractalidad en escalas entre 7 y 9 órdenes de magnitud.  

Para Mandelbrot los resultados de Avnir et al. se entendienden mejor como desafortunados efectos colaterales del entusiasmo de los autores a la hora de reportar nuevas estructuras fractales, permitidas por una labor deficiente por parte de los revisores de dichos artículos, y no como un descrédito a una nueva herramienta matemática de gran utilidad práctica. ¡Qué va a decir un padre sobre su hijo!  

Peter Pfeifer nos comenta que él ha desarrollado técnicas matemáticas que permiten discernir si una estructura geométrica candidata a fractal realmente lo es o no. Además, nos recuerda, también lo hizo Mandelbrot, que Avnir et al. son especialistas en hacer lo que critican, calificar de fractales muchos de sus resultados experimentales modelados con leyes de potencias en menos de un orden de magnitud (“Avnir, and I, have presented, inter alia, scaling ranges of less than a decade as fractals“). Pfeifer nos recuerda que el descubrimiento de fractales requiere un análisis más profundo que sólo ajustar una ley de potencias.   

Avnir et al. contestan a ambos recordando que ellos son expertos en el estudio experimental de fractales y que han publicado el artículo de revisión más completo sobre el tema (Ofer Malcai, Daniel A. Lidar, Ofer Biham, David Avnir, “Scaling range and cutoffs in empirical fractals,” Physical Review E 56: 2817–2828, 1997). No comprenden el estupor de Mandelbrot. Su artículo en Science tiene como único objeto destacar que los descubrimientos de fractales en datos experimentales son muy excepcionales y han de ser tratados como tales. Ellos no pretenden desprestigiar o degradar artículos publicados en revistas internacionales de prestigio, que seguramente serán de utilidad para muchos otros investigadores, lo único que pretenden es destacar que hay que replantearse la fractalidad de muchos de los sistemas experimentales para los que ha sido proclamada. Ponen el ejemplo del estudio original de Richardson sobre la fractalidad de la costa de Gran Bretaña (uno de los paradigmas de los fractales desde que Mandelbrot lo presentó en su libro). Este comportamiento se extendiende sólo entre 1 y 2 órdenes de magnitud.  

Según Avnir et al. los ejemplos en la literatura científica de fractales “verdaderos” (autosemejantes en escalas de más de 3 órdenes de magnitud) son muy escasos. Para Avnir et al. es muy discutible decir que la costa de Gran Bretaña, las fracturas en metales, las nubes, y muchos otros ejemplos más son fractales. Un análisis más riguroso muestra que son sólo prefractales. La mayoría de los sistemas físicos calificados como fractales sólo presentan autosemejanza en 1′3 órdenes de magnitud y muy excepcionalmente llegan a 3. Los ejemplos con más órdenes de magnitud suelen depender de un análisis concreto de los datos y dichos órdenes de magnitud desaparecen ante una inspección más cuidadosa.  

Avnir et al. se reafirman en que la parca evidencia empírica de fractales en la Naturaleza no permite afirmar que “la Naturaleza tenga una geometría fractal.” Hay que reanalizar y estudiar cuidadosamente la fractalidad en todos los sistemas en los que ha sido proclamada con objeto de entender mejor su posible origen en dichos sistemas. Concluyen su comentario preguntándose en voz alta: “¿Por qué la Naturaleza es prefractal?” (“Why are these limited-range fractals common?“).  

Quizás es el momento de descansar un poco… aquí tenéis una entrevista de Punset a Mandelbrot para Redes… espero que la disfrutéis

Las mujeres que toman diariamente dos copas de vino, de cerveza o de alcohol fuerte corren menos riesgos de engordar que aquellas que no toman en absoluto, reveló un estudio publicado el lunes.

Investigadores del hospital Brigham and Women de Boston, Massachusetts, interrogaron a 19,000 mujeres estadounidenses sin problemas de sobrepeso, de 39 años o más, sobre la cantidad de vasos de alcohol que consumían a diario y monitorearon a estas mujeres durante unos 13 años.

El grupo más importante de la muestra, de 7,346 personas, estaba formado por mujeres que no tomaban alcohol en absoluto, reveló el estudio divulgado en Archives of Internal Medicine. El segundo grupo, con 6,312 mujeres, lo integraban mujeres que afirmaron tomar alrededor de un tercio de vaso de vino, cerveza u otra bebida alcohólica por día, mientras que 20 por ciento tomaba un vaso, 6 por ciento dos vasos y 3 por ciento másde dos.

El vaso de alcohol considerado como estándar en Estados Unidos, sea una copa de vino (15 cl), de cerveza (35 cl) o una dosis de 43 ml de una bebida con una graduación alcohólica de 80, contiene la misma cantidad de alcohol, es decir 14 gramos.

En el período de 13 años estudiado, las mujeres que no tomaban alcohol fueron las que más engordaron, y quienes tomaban lo equivalente a dos vasos diarios fueron las que más resistieron al aumento de peso.

El vino tinto resultó ser la bebida más eficiente contra el sobrepeso, pero todos los tipos de alcohol consumidos, incluido el vino blanco, la cerveza o los licores, mostraron la misma “asociación inversa entre consumo de alcohol y riesgo de sobrepeso u obesidad”, según revela el estudio

Un nuevo método de crecimiento de las arterias podría sustituir los bypass “mecánicos” en personas con problemas coronarios, según informa hoy la escuela médica de Yale y que publicará en la edición de abril de Journal of Clinical Investigation.

Las arterias coronarias pueden obstruirse con la placa (glucosa, colesterol..), lo que lleva a una disminución en el suministro de sangre y oxígeno al corazón. Con el tiempo, este bloqueo puede causar dolor debilitante en el pecho o un ataque cardíaco. Este bloqueo grave en varios puntos mayores puede necesitar una derivación arterial coronaria por injerto, que requiere una cirugía invasiva grave. Estas “nuevas arterias” podrían proporcionar una opción biológica para los pacientes frente a la cirugía de bypass”, dice el autor principal del estudio, Michael Simons, MD, jefe de la Sección de Cardiología en la Yale School of Medicine.

En el pasado, los investigadores utilizaron factores de crecimiento – las proteínas que estimulan el crecimiento de las células – para hacer crecer nuevas arterias, pero este método no tuvo éxito. Ahora, Simons y su equipo han estudiado ratones y peces cebra para ver si podían simular la formación de arterias mediante la estimulación de otras dos proteínas, la ERK1 / 2 y P13K, causantes de la tensión de arterias y venas, han encontrado suficientes datos para pensar que se podría reproducir esta técnica de manera más minuciosa y tener resultados increíbles. Quien ha sufrido alguna vez un infarto de miocardio grave, conoce perfectamente el peligro (y el dolor) de los métodos de tratamiento inmediatamente posteriores como el Catéter y Bypass, ambos tan invasivos como necesarios en la mayoría de estos casos.

Con este nuevo descubrimiento, los científicos creen poder recrear mediante un medicamento las proteínas inhibidoras de los vasoconstrictores. Seguiremos al tanto de la noticia.

Los científicos han descubierto nuevos fósiles de los ancestros de los dinosaurios con una antigüedad de 243 millones de años, haciendo retroceder el origen de los dinosaurios por lo menos 10 millones años-. El dinosaurio en cuestión llamado, Kongwe Asilisaurus, fue aproximadamente del tamaño de un perro labrador y tenía los dientes y mandíbulas con la forma ideal para comer plantas, lo que indica que tenía una dieta principalmente vegetariana.

“Esto demuestra que el linaje de los dinosaurios va mucho más atrás en el tiempo de lo que pensábamos. Lo segundo es que demuestra que existe una diversidad ecológica real “, dijo el paleontólogo Randy Irmis, co-autor del estudio que aparece el 3 de marzo de Nature. “Nadie pensó que los parientes más cercanos de los dinosaurios eran los de cuatro patas, los animales herbívoros. Pensábamos que serían pequeños carnívoros. “

Los primeros fósiles de dinosaurios conocidos tienen alrededor de 230 millones de años. Los nuevos hallazgos indican que los dinosaurios y los silesaurs, el grupo que abarca género Asilisaurus, se separaron más de 243 millones de años. Eso significa que los dinosaurios debieron aparecer entre 10 y 15 años antes de lo que se pensaba.

El equipo encontró además, cerca de una docena de esqueletos parciales de Asilisaurus en las placas de las praderas de Tanzania. Durante el período Triásico, la zona era cálida y exuberante, con una mezcla de bosques y plantas inferiores como los helechos.

“En aquel entonces era un sistema de ríos muy grandes, tal vez algo así como el Mississippi de hoy”, dijo el autor principal y la Universidad de Texas en Austin, el paleontólogo Sterling Nesbitt. Durante ese tiempo, África, América del Sur, Antártida, Australia y la India, fueron un continente gigante llamado Gondwana.

Aunque los silesaurs están muy estrechamente relacionados con los dinosaurios, carecen de la cadera abierta característica que es universal en los dinosaurios. El Asilisaurus era una criatura pequeña, de cuatro patas con una larga cola. Su pico-como las mandíbulas y los dientes en forma de hoja-ayudó a los animales a comer hojas fibrosas, helechos y coníferas que prevalecieron durante el período Triásico. Esto sugiere que, mientras que el animal sólo podría haber sido exclusivamente vegetariano, una buena parte de su dieta provino de las plantas, dice el investigador.

“En un animal carnívoro, los dientes son puntiagudos, o son aserrados, como un cuchillo para cortar carne. Para que esto sea eficiente, el filo tiene que ser perpendicular al borde de los dientes de manera que funcione como un cuchillo “, dijo el paleontólogo Gilles Cuny del Museo de Historia Natural de Dinamarca, que no participó en el estudio. Los hallazgos invalidan la idea anterior de que los parientes más cercanos de los dinosaurios eran de dos patas, un gato del tamaño de los depredadores.

fuentes consultadas: wiredscience

Los hombres solteros o infelizmente casados tienen un riesgo elevado de accidente cerebrovascular no fatal en las próximas décadas, según un amplio estudio internacional presentado en la American Stroke Association Stroke Conference de este mes.

Los resultados se basan en trabajos anteriores en los que investigadores examinaron a 10.059 funcionarios y empleados municipales en Israel (edad promedio 49) que participaron en un estudio de enfermedad isquémica del corazón en 1963. Utilizando el registro nacional de muertes, los investigadores rastrearon el destino de los hombres hasta 1997.

Entre los hombres que en 1963 eran solteros, el 8,4 por ciento murió de accidente cerebrovascular en los siguientes 34 años, en comparación con el 7,1 por ciento de los hombres casados. Teniendo en cuenta la edad de muerte y el ajuste por nivel socioeconómico, obesidad, presión arterial, el tabaquismo y tamaño de la familia, así como la diabetes y las enfermedades del corazón en el momento de la encuesta, los hombres solteros tienen un 64% mayor de riesgo de accidente cerebrovascular no fatal que los hombres casados. Esta cifra es comparable con el riesgo de accidente cerebrovascular no fatal en hombres con diabetes, dijo Uri Goldbourt, Ph.D., autor del estudio. Mientras, el 64% de los hombres estudiados anteriormente encuestados que declararon no estar satisfechos con su matrimonio, mostraban un riesgo mayor de accidente cerebrovascular.

La nueva investigación tiene varias limitaciones, como la falta de datos sobre los accidentes cerebrovasculares fatales y no fatales y sobre el tratamiento médico de los participantes después de los primeros cinco años del estudio inicial. Además, las mujeres no fueron incluidas. Si bien los efectos del estado civil y el éxito del mismo pueden ser similares en las mujeres, “todavía hay diferencias, y la investigación sobre las mujeres es claramente necesaria”, dijo Goldbourt.

 La investigación fue financiada por un proyecto de colaboración de la Organización Médica Hadassah, el Ministerio de Salud de Israel y EE.UU. el National Heart, Lung, and Blood Institute.

Sólo me queda recomendarte que si estás soltero, busques buena compañía para compartir tu vida, y si ya estás casado,… sé feliz!!!,… si no estás incluido en ninguno de estos grupos, ya sabes; sigue tocandolosweb

Una molécula de ARN extremadamente pequeña creada por la Universidad de Colorado en Boulder puede catalizar una reacción clave necesaria para sintetizar proteínas, los bloques de construcción de la vida. Los resultados podrían ser un paso importante hacia la comprensión de “el origen mismo de la vida terrenal”, afirma el investigador principal.

La enzima ARN ha sido dada a conocer por llevar a cabo esta reacción química celular que se describe en un artículo publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. El documento fue redactado por el equipo de posgrado CU Rebecca Turk, la investigadora asociada Nataliya Chumachenko y el profesor Michael Yarus del departamento de biología molecular, celular y de desarrollo de la Universidad de Colorado.

Esta célula puede tener cientos o miles de sus unidades estructurales básicas, llamadas nucleótidos pero Yarus y su equipo se centraron en un ribosoma – una forma de ARN que puede catalizar las reacciones químicas – con sólo cinco nucleótidos.

“En este trabajo el grupo de Yarus ha hecho un descubrimiento sorprendente; que incluso un ARN de tamaño muy reducido puede por sí misma catalizar una reacción clave que serían necesarios para sintetizar proteínas”, dijo Blumenthal. “Nadie esperaba que una molécula de ARN tan pequeña y sencilla pudiera  hacer una cosa complicada”.

El hallazgo añade peso a la “hipótesis del mundo de ARN”, que propone que la vida en la Tierra evolucionó a partir de formas primitivas de ARN. “Mike Yarus ha sido uno de los más firmes defensores de esta idea, y su laboratorio ha proporcionado algunas de las pruebas más sólidas en las últimas dos décadas”, dijo Blumenthal. “En otras palabras, es posible que se haya dado un paso importante hacia el conocimiento del origen mismo de la vida terrenal”,

Yarus, miembro de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, es subvencionado con $ 415.610 de los fondos federales americanos para investigación. Igualito que en España con nuestros científicos… ¬¬

El Veneno de escorpión es uno de los más mortales del reino animal pero gracias a las últimas investigaciones se piensa que podría ser utilizado como una alternativa a los analgésicos peligrosos y adictivos como la morfina, de Tel Aviv afirma el investigador de la Universidad.

El Prof. Michael Gurevitz de la Universidad de Tel Aviv Departamento de Ciencias Vegetales está investigando nuevas maneras de desarrollar un analgésico a base de compuestos naturales encontrados en el veneno de los escorpiones. Estos compuestos han pasado por millones de años de evolución y algunos muestran una alta eficacia en ciertos componentes del cuerpo y sin efectos secundarios. Un importante estudio dado a conocer en sciencedaily

Las toxinas encontradas en el veneno de escorpión pueden interactuar con los canales de sodio responsables de la comunicación del dolor en los sistemas nervioso y muscular. “El cuerpo de los mamíferos tiene nueve canales de sodio diferentes de los que sólo un cierto subtipo traslada el dolor a nuestro cerebro. “Estamos tratando de entender cómo las toxinas en el veneno pueden interactuar con los canales de sodio a el nivel molecular y en particular cómo algunas de las toxinas podría distinguir entre subtipos de canales” Afirma el Prof. Gurevitz .

“Si queremos resolver esto, podemos ser capaces de modificar ligeramente estas toxinas, haciéndolas más potentes y específicas para el dolor de ciertos mediadores de estos canales de sodio,”. Con esta información, la ingeniería de los derivados químicos que imitan las toxinas de escorpión proporcionaría analgésicos muy específicos, que no tendrían efectos secundarios.

Un secreto chino

Aunque el uso de veneno de escorpión para tratar algunos trastornos del cuerpo parece contradictorio, los chinos han demostrado la eficacia de este método durante cientos de años utilizando al escorpión amarillo.  Por ello en su investigación, el Prof. Gurevitz se está concentrando en el escorpión amarillo israelí, uno de los escorpiones más peligrosos del mundo. Su veneno contiene más de 300 péptidos de los cuales sólo una pequeña fracción ha sido explorada. La razón para trabajar con este veneno, dice, es el gran arsenal de componentes activos tales como las toxinas que se han diversificado durante cientos de millones de años bajo la presión selectiva. Durante ese proceso, algunas toxinas han evolucionado con la capacidad de afectar directamente a los subtipos de canales de sodio de mamíferos, mientras que otros reconocen y afectan a los canales de sodio de invertebrados como los insectos. Esta desviación es para nosotros una lección de cómo las toxinas pueden ser manipuladas a voluntad por la ingeniería genética, recalca el investigador. Algunos estudios también han demostrado que el veneno de escorpión puede ser utilizado para tratar la epilepsia. “Estudiamos cómo los efectos de estas toxinas pueden aplicarse con sentido occidental”

Usando un método llamado “diseño racional” o “biomimética”, el Prof. Gurevitz está tratando de desarrollar analgésicos que imitan a los componentes bioactivos de los venenos. La idea es utilizar la naturaleza como modelo, y con ello modificar los elementos del veneno eliminando posibles efectos secundarios para el cuerpo humano.

Encontrar un nuevo medicamento para el dolor podría resolver uno de los mayores problemas en el mundo médico hoy en día. El dolor es una respuesta fisiológica importante de peligro, daño físico o la mala salud. Hasta la fecha, los analgésicos opiáceos derivados han sido bastante eficaces, pero la comunidad médica está ansiosa de encontrar otras soluciones, debido a los riesgos asociados con su uso.

El mejor modelo no humano para el estudio de la diabetes tipo 2 no es una rata o incluso un primate, es un delfín. Así lo han sugerido un grupo de investigadores de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, en su publicación CienciaNOW y dada a conocer durante la reunión anual de este grupo celebrado recientemente. Al parecer, nuestros primos mamíferos del mar, han logrado una especie de interruptor vital para cambiar su química en la sangre, aumentando sus niveles de glucosa, de manera que podría causarles problemas muy similares a un diabético humano,  como pueden ser la resistencia a la insulina, el exceso de hierro, niveles altos de triglicéridos, hemocromatosis y los cálculos renales.

Los científicos, se han basado el los estudios Stepahine Venn-Watson, veterinario epidemiólogo de la Fundación Nacional de Mamíferos Marinos, y Sam Ridgway, de la Universidad de California en San diego, quienes durante siete años estudiaron las rutinas y muestras de sangre de 52 delfines “Nariz de Botella” (Tursiops Truncatus), propiedad de la Marina de EEUU.

Mediante los resultados, han logrado concluir que la química en sangre de los delfines en ayunas se parecía extraordinariamente a la de un humano diabético -altos niveles de glucosa y otras moléculas como una enzima llamada gamma-glutamil transpeptidasa-. Mientras que en los análisis realizados después de comer, mostraban la química en sangre similar a la de un humano sano. La explicación de Venn Watson, es que este hecho permite a los delfines mantener los niveles de glucosa adecuados ya que la dieta del delfín basada en pescado es muy rica en proteínas y pobre en hidratos de carbono, en donde principalmente se encuentra la glucosa.

El origen de la diabetes.

Aunque los humanos y los delfines no están estrechamente relacionados, ambos tienen grandes cerebros y células sanguíneas que transportan cantidades considerables de glucosa. Este hecho, es el principal nexo de unión entre ambas especies, dotadas con cerebros superiores respecto a otras especies, por lo que necesitan mayor cantidad de azúcar, que es combustible del cerebro.

Los científicos J. Brand Miller y Stephen Colagiuri proponen que antes de la edad de hielo, la dieta humana era rica en hidratos de carbono, pero cuando llegaron las glaciaciones, la alimentación tuvo que basarse necesariamente en pescado, con mucho contenido en proteína pero pobre en hidratos de carbono. Este hecho, hizo que la evolución tomara parte y el cuerpo restringiera la producción pancreática de insulina para soportar la demanda de glucosa del cerebro y lo mismo podría haber ocurrido cuando los ancestros de los delfines colonizaron los mares.

Con esta investigación, Venn-Watson propone que los delfines podrían ser el modelo más realista para el estudio de la diabetes, ya que su condición es más similar a los seres humanos que a ratas, gatos, cerdos, o primates. Conocer cómo los delfines “tratan” su diabetes, podría revelar pistas para prevenirla en los seres humanos.

Puedes encontrar los datos concretos en Journal of Comparative Medicine.

Hoy quería hablar del último informe que hoy publica la revista science de un grupo de investigadores australianos que no viene sino a confirmar lo que toda la comunidad científica viene anunciando desde hace años; la profunda crisis alimentaria que sufrirá la población mundial si las cosas no cambian antes del año 2.050

En concreto, este grupo de científicos capitaneados  por el profesor Mark Tester y el profesor Peter Langridge del Centro Australiano para la Planta de Genómica Funcional en la Universidad de Adelaida reclaman que queda mucho por hacer si queremos alimentar a la cantidad estimada de personas que vivirán en el planeta en esa fecha.

“El simple hecho es que, mientras la producción de alimentos ha aumentado en 32 millones de toneladas al año, un aumento anual de 44 millones de toneladas al año es lo que se necesita realmente para cumplir los objetivos de alimentos para 2050 establecidas por la  Cumbre Mundial sobre la Seguridad Alimentaria, “, Dice Tester.

“Pero esto representa un aumento del 38% con respecto a las mejoras históricas en la producción de alimentos, y tiene que ser sostenido para los próximos 40 años.

“Esta escala de aumento no tiene precedentes y requiere grandes cambios a los métodos actuales de producción alimentaria”.

El cambio climático

Tester aclara que nuestra capacidad de aumentar o mantener los rendimientos de los cultivos y la calidad están siendo mermadas por los cambios en el medio ambiente causados por el calentamiento global y el crecimiento de los biocombustibles.

“Aumentar la producción alimentaria en un entorno estable sería lo de por sí ya  difícil, pero dada la dinámica de los cambios mundiales del medio ambiente que se producen, será aún más difícil … pero no imposible”,

El informe afirma además que habrá algunos beneficios del cambio climático, como el aumento de los niveles de CO2 que actúa como fertilizante. Por otro lado, nombra los perjuicios que significarían las altas temperatura en altas latitudes, como plagas, la sequía y la alteración de los patrones de lluvia.

Tester advierte que el desvío actual de los alimentos en la producción de biocombustibles está poniendo aún más presión sobre los suministros mundiales de alimentos.

“Es obsceno que un gran porcentaje de la cosecha de maíz vaya a parar a la producción de biocombustibles, cuando los niños están muriendo de hambre”

“Necesitamos los biocombustibles, pero debemos utilizar las existencias de alimentación diferentes, tales como bio-diesel de algas, que no tendría impacto en las existencias de alimentos del mundo”.

Mayor impacto en la India

“La India, que tiene más personas desnutridas que África, es un verdadero reto”, dice Tester. “Especialmente por la posición firme de su gobierno respecto a  los alimentos genéticamente modificados”.

Tester considera que las tecnologías de reproducción, son necesarias para aumentar los rendimientos de los cultivos mediante la rápida identificación de los mejores genes para las condiciones dadas.

“Instalaciones como el Australian Centre for Plant Functional Genomics … ayudaran a identificar rápidamente las variedades de plantas que crecen con éxito”, dice. “Este es el camino a seguir si queremos alimentar al mundo en el futuro”.