Respiradores mecánicos hechos en Colombia, una esperanza ante el coronavirus

Participan empresarios, investigadores y la academia por medio de la UdeA.

Crean respirador a bajo costo
El equipo de investigadores trabaja contra reloj con apoyo del sector privado.
Foto: Cortesía Inspiramed

Un equipo de investigadores de la Universidad de Antioquia, en alianza con varias empresas del sector privado, trabaja contra el reloj para desarrollar un prototipo de respirador artificial de bajo costo que permita mitigar los impactos por la pandemia del coronavirus en Colombia. Aunque el aparato todavía no está terminado, de tener éxito, la idea podría convertirse en una solución para ayudar a aumentar la capacidad del sistema hospitalario para atender a los pacientes que necesiten respiración asistida a medida que la crisis avance.

Mauricio Toro, líder del proyecto y CEO de TECHFIT Digital Surgery, una empresa con sede en Estados Unidos especializada en la fabricación de dispositivos médicos, explica que el proyecto surgió hace poco más de una semana, cuando varias universidades y empresas se unieron para buscar salidas a la crisis desde la tecnología y la innovación.

“Los ventiladores mecánicos son un equipo que se usa normalmente en las unidades de cuidados intensivos o en las máquinas de anestesia de los hospitales. En el caso del Covid-19 se usa para tratar una cosa que se llama el SDRA (Síndrome de Dificultad Respiratoria Aguda), que es una inflamación de los pulmones que impide el flujo de oxígeno en el torrente sanguíneo. Como el virus se ha venido regando tan rápido y un porcentaje tan alto de la gente desarrolla SDRA, se van a necesitar muchos ventiladores mecánicos. Esa fue la necesidad que nos llamó a nosotros a la acción”, explica Toro.

Según los cálculos que por ahora maneja el Gobierno Nacional, que fueron publicados en el decreto 417 del 17 de marzo de 2020, el número de contagiados por Covid-19 en el país ascendería al menos a las 3’989.853 personas, esto anticipando una tasa de contagio de 2,68. Bajo ese contexto, cerca de 3’251.730 de pacientes no tendrían síntomas graves, pero cerca de 550.600 presentaría una condición severa y 187.523 una condición crítica que requeriría el uso de aparatos de respiración asistida.

A través de Internet, Toro se puso en contacto con el investigador Mauricio Hernández, líder del Grupo de Investigación en Bioinstrumentación e Ingeniería Clínica de la Universidad de Antioquia (GIBIC), quien desde hacía varias semanas trabajaba en una idea similar en los laboratorios de esa institución. En alianza con Ruta N, la entidad de la Alcaldía de Medellín encargada de potenciar la innovación en esa ciudad, y decenas de empresarios, académicos y expertos médicos le pusieron el acelerador al proyecto y lo bautizaron ‘Inspiramed’.

Luis Horacio Atehortua, médico internista intensivista del Hospital San Vicente Fundación en Medellín y asesor de la investigación, explica que el objetivo del proyecto es desarrollar lo que él denomina un “respirador de guerra”; es decir, un equipo que cumpla con las funciones básicas que todo ventilador debe tener.

“La respiración se trata de un ejercicio fisiológico de intercambio de gases en el que se captura oxígeno, que es lo que necesita el metabolismo, y se libera CO2, que es como la basura en forma de gas derivado de ese metabolismo. Por esta razón, la funcionalidad básica de un ventilador es insuflar, a partir de una presión positiva, una cantidad de aire que contiene oxígeno y luego liberar la cantidad de aire que contiene CO2”, explica Atehortua.

Los ventiladores que estamos diseñando cumplen con absolutamente todos los principios básicos. La diferencia con un ventilador con tecnología de punta sería que este no podría modificar las presiones

Bajo ese contexto, el experto explica que, además de poder introducir oxígeno a los pulmones, un respirador básico necesita un sistema de medición de presión, tanto del aire inhalado como el exhalado, y un dispositivo que permita ajustar la frecuencia; es decir, el número de respiraciones del paciente por cada minuto.

“Desde ese punto de vista los ventiladores que estamos diseñando cumplen con absolutamente todos los principios básicos. La diferencia con un ventilador con tecnología de punta sería que este no podría modificar las presiones de manera automática y no permitiría monitorear las curvas, presiones y flujos de gases en pantallas especializadas”, aclara el médico.

Mauricio Toro explica que cuando arrancó el proyecto el primer paso fue buscar qué información había publicada sobre ventiladores de este tipo, para no empezar de cero o “inventar la rueda”. En ese rastreo, encontraron un proyecto de grado de un grupo de estudiantes del Instituto Tecnológico de Massachusetts, publicado en el 2010, en el que se planteaba una solución parecida.

El equipo de investigadores calcula que el costo aproximado del ventilador podría ascender a los 1.500 dólares, que en comparación con los 200 millones de pesos que puede llegar a costar un respirador convencional sería un precio significativamente inferior. Sin embargo, aclara Toro, en el escenario de una fabricación masiva debe tenerse en cuenta que en ningún caso reemplazaría los respiradores especializados, los cuales continuarán siendo los más confiables e indicados.

El médico Atehortua agrega que en un escenario en que estos respiradores puedan implementarse, esto le implicaría al personal de salud estar muy atentos a su desempeño, ya que se trataría de un equipo solamente diseñado para atender a la emergencia que hoy atraviesa el mundo.

Aunque podría ser un cálculo optimista, los investigadores esperan que dentro de dos o tres semanas el prototipo del respirador ya esté listo y pueda comenzar a fabricarse. En caso de que así sea, varias empresas afiliadas a la ANDI ya se ofrecieron para apoyar la fabricación en masa de los componentes que sean necesarios, sin ánimo de obtener ganancias.

“Estamos tratando de hacer en días lo que en el mundo hacen en años, pero tenemos toda la esperanza de lograrlo. Lo más importante para resaltar es que este es un esfuerzo de toda la comunidad, que es increíble cómo toda esta situación de crisis nos ha puesto a trabajar juntos en torno a la innovación y la tecnología, que es lo que más nos debe unir en un momento como el que estamos viviendo ahora”, considera Toro.

JACOBO BETANCUR PELÁEZ
Para EL TIEMPO
MEDELLÍN

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En Colombia fabricarán ventiladores mecánicos para pacientes con covid

a Universidad de La Sabana está detrás de este desarrollo, que ya superó las pruebas pertinentes.

Médicos han sido victimas de discriminación por parte de la ciudadanía
El ventilador les dará una ayuda a los pacientes para poder respirar.
Foto: EL TIEMPO

Colombia se prepara para la fabricación, en serie, de un ventilador que ayude a las personas que tengan covid-19, la enfermedad producida por el nuevo coronavirus.

La creación del dispositivo, que se caracteriza por ser mecánico, invasivo y de bajo costo, estuvo a cargo de la Universidad de La Sabana, institución que reunió a sus facultades de Ingeniería y de Medicina con la Clínica Universidad de La Sabana y la Fundación Neumológica Colombiana para lograr el producto.

“Se hizo un desarrollo ‘fast track’ de un ventilador que permite suplir la respiración de pacientes con compromiso respiratorio grave, como el que padecen las personas con covid-19”, informó la Universidad.

El ventilador, agregó la institución, se diseñó con elementos nacionales y extranjeros “de bajo costo y fácil consecución”, se alimenta con cilindros de oxígeno o conectado a las tuberías de gases hospitalarios y funciona con corriente eléctrica y con una batería de respaldo en caso de interrupción de energía.


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El ventilador, agregó la institución, se diseñó con elementos nacionales y extranjeros “de bajo costo y fácil consecución”, se alimenta con cilindros de oxígeno o conectado a las tuberías de gases hospitalarios y funciona con corriente eléctrica y con una batería de respaldo en caso de interrupción de energía.Se acelera mecanismo para saldar cuentas de la saludLas preocupantes cifras de violencia infantil durante la cuarentenaAbren convocatoria para fortalecer laboratorios de biología molecularAsí fue como científicos de la U. de Antioquia aislaron al coronavirus

Además, regula la frecuencia respiratoria, la concentración de oxígeno, la relación de tiempos entre la inspiración y la espiración y tiene un sistema de seguridad que avisa cuando se están excediendo las presiones tolerables por el ser humano. Cuenta también con filtros de aire convencionales que protegen frente a partículas y microorganismos.

La fabricación del dispositivo será posible gracias a las pruebas superadas en los laboratorios de simulación de la Universidad y en el Instituto de Simulación Médica (Insimed). Asimismo, ya se han adelantado todos los trámites y cumplidos todos los requisitos ante el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (Invima).


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La fabricación del dispositivo será posible gracias a las pruebas superadas en los laboratorios de simulación de la Universidad y en el Instituto de Simulación Médica (Insimed). Asimismo, ya se han adelantado todos los trámites y cumplidos todos los requisitos ante el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (Invima).

“La ventilación mecánica es uno de los pilares en el manejo de los pacientes en condición crítica, sus objetivos son fundamentados en mejorar la transferencia gaseosa y optimizar el trabajo respiratorio, garantizando la seguridad del paciente”, aseveró el doctor Fabio Andrés Varón, director del Centro de Investigación y Entrenamiento en Ventilación Mecánica de la Fundación Cardioinfantil y miembro del equipo del proyecto.


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“La ventilación mecánica es uno de los pilares en el manejo de los pacientes en condición crítica, sus objetivos son fundamentados en mejorar la transferencia gaseosa y optimizar el trabajo respiratorio, garantizando la seguridad del paciente”, aseveró el doctor Fabio Andrés Varón, director del Centro de Investigación y Entrenamiento en Ventilación Mecánica de la Fundación Cardioinfantil y miembro del equipo del proyecto.

“El ventilador es tecnología abierta, por lo que no se protegerá con patente, pues el interés es contribuir a mejorar las condiciones de vida de los pacientes”


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Además, regula la frecuencia respiratoria, la concentración de oxígeno, la relación de tiempos entre la inspiración y la espiración y tiene un sistema de seguridad que avisa cuando se están excediendo las presiones tolerables por el ser humano. Cuenta también con filtros de aire convencionales que protegen frente a partículas y microorganismos.

La fabricación del dispositivo será posible gracias a las pruebas superadas en los laboratorios de simulación de la Universidad y en el Instituto de Simulación Médica (Insimed). Asimismo, ya se han adelantado todos los trámites y cumplidos todos los requisitos ante el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (Invima).

“La ventilación mecánica es uno de los pilares en el manejo de los pacientes en condición crítica, sus objetivos son fundamentados en mejorar la transferencia gaseosa y optimizar el trabajo respiratorio, garantizando la seguridad del paciente”, aseveró el doctor Fabio Andrés Varón, director del Centro de Investigación y Entrenamiento en Ventilación Mecánica de la Fundación Cardioinfantil y miembro del equipo del proyecto.

El ventilador es tecnología abierta, por lo que no se protegerá con patente, pues el interés es contribuir a mejorar las condiciones de vida de los pacientes

La Sabana informó que la creación “es de tecnología abierta, por lo que no se protegerá con patente, pues el interés es contribuir a mejorar las condiciones de vida de los pacientes infectados que lo requieran”.

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El enorme impacto que consiguió «tumbar» a Urano

Las inusuales características del gigante helado llevan mucho tiempo desconcertando a los científicos. Ahora, los investigadores han conseguido explicarlas

Fotografía de Urano
Fotografía de Urano – Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison/W.W. Keck Observatory/NASA

Todos los planetas del Sistema Solar giran alrededor del Sol en la misma dirección y en el mismo plano, lo que se considera como un vestigio de la forma en que nació nuestro sistema planetario, a partir de un disco giratorio de gas y polvo. La mayoría de los planetas, además, también rotan sobre su eje en idéntica dirección, con sus polos orientados perpendicularmente al plano de rotación. Urano, sin embargo, escapa a esta regla, y muestra una inclinación única de 98 grados. ¿Cómo es posible tanta diferencia?

Tratemos ahora de visualizar la esfera celeste. Para hacerlo, basta con alzar la vista al cielo nocturno e imaginar que todas las estrellas que podemos ver están “pintadas” en el interior de una enorme esfera que abarca todo el Sistema Solar. A medida que la Tierra se mueve dentro de la esfera, las estrellas también parecerán moverse y ascender.

Durante su órbita alrededor del Sol, Urano mantiene sus polos apuntando a puntos fijos en relación con esa esfera, por lo que, desde la Tierra, parece estar girando y tambaleándose. Urano también tiene un sistema de anillos, como los de Saturno, y la compañía de 27 lunas que orbitan el planeta alrededor de su ecuador, lunas que también aparecen “volcadas”.

Un choque entre planetas

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Shigeru Ida, del Instituto de Tecnología de Tokio, acaba de explicar cómo surgió el inusual conjunto de propiedades de Urano. El estudio, recién publicado en Nature Astronomy, sugiere que al principio de la historia del Sistema Solar, Urano recibió el impacto de un “pequeño” planeta helado. Su masa era de entre una y tres veces la de la Tierra y la colisión “tumbó” al planeta gigante, dejando sus lunas y anillos como pruebas de la colisión.

Los investigadores llegaron a esta conclusión mientras trabajaban en una simulación informática de la formación de lunas alrededor de planetas helados. La mayor parte de los mundos del Sistema Solar poseen lunas, que exhiben toda una colección de diferentes tamaños, órbitas, composiciones y otras propiedades que ayudan a los científicos a comprender cómo se formaron.

Por ejemplo, existen fuertes evidencias de que la única luna de la Tierra se formó cuando un cuerpo rocoso del tamaño de Marte chocó contra ella hace casi 4.500 millones de años. La idea ha servido para aclarar muchos aspectos de la luna, su composición y la forma en que orbita nuestro planeta.

La era de los impactos

Este tipo de enormes impactos eran más comunes cuando el Sistema Soalar era joven, y costituyen un capítulo importante sobre el modo en que se formaron los planetas. Sin embargo, y debido a su lejanía del Sol, Urano debió de experimentar colisiones muy distintas de las que tuvo que sufrir la Tierra.

Dado que nuestro planeta se formó mucho más cerca que el Sol, donde el ambiente era más cálido, está formado principalmente por lo que los científicos llaman elementos “no volátiles”, lo que significa que es sólido y rocoso. Al contrario, los planetas externos suelen estar compuestos, en gran medida, por “elementos volátiles”, como el agua o el amoniaco, que en la Tierra serían líquidos pero que con las temperaturas y presiones de un planeta gigante y muy alejado del Sol están congelados en forma de hielo.

Según Ida y sus colegas, los impactos gigantes en mundos helados distantes serían completamente distintos de los que se producen en planetas rocosos. Debido a que la temperatura a la que se forma el hielo de agua es baja, tanto los escombros de impacto de Urano como los de su impactador de hielo se habrían evaporado durante la colisión.

Tumbado y con lunas

Por eso, un cuerpo muy grande y masivo fue capaz de inclinar el planeta gigante, darle un rápido periodo de rotación (el día de Urano dura 17 horas) y el material sobrante de la colisión permaneció en estado gaseoso. Después, Urano “recolectó” la mayoría de las sobras, con las que formó sus pequeñas lunas actuales. El modelo de Ida reproduce a la perfección la configuración actual de los satélites del planeta gigante.

En palabras del propio Ida, “este modelo es el primero en explicar la configuración del sistema lunar de Urano, y puede ayudar a explicar las configuraciones de otros planetas helados de nuestro Sistema Solar, como Neptuno. Más allá de esto, los astrónomos han descubierto ya miles de planetas alrededor de otras estrellas, los llamados exoplanetas, y las observaciones sugieren que muchos de ellos, los conocidos como ‘supertierras’, pueden estar formados en gran parte de hielo de agua, por lo que el modelo también puede aplicarse en ellos”.

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Un modelo matemático permitirá conocer el número real de infectados por coronavirus

Si hay algo de lo que no deja de hablarse durante estos días es sobre el número real de infectados por coronavirus, que podría ser muy superior al que reflejan las cifras oficiales. Sin hacer un muestreo suficiente de la pobación con test (esos que tanto tardan en llegar), los expertos avanzan a ciegas a través de un terreno desconocido. Y peligroso.

El problema no es solo de España, sino que tiene carácter general. ¿Cuántos contagiados hay en realidad en el mundo? Las estimaciones bailan, pero en lo que todos parecen estar de acuerdo es que los infectados por la COVID-19 son muchos más de lo que reflejan las cifras. Saber la verdad sobre la cuestión se ha convertido en uno de los mayores desafíos de la pandemia. Sin esos datos, en efecto, no será posible poner a punto estrategias capaces de evitar la aparición de nuevos brotes.

Por eso, el trabajo de Ami Srinivasa Rao, director del Laboratorio de Teoría y Modelado Matemático de la División de Enfermedades Infecciosas en el Colegio Médico de Augusta, en Georgia, y de Steven G Krantz, profesor de Matemáticas en la Universidad de Washington, ha suscitado el máximo interés entre los responsables de la “guerra” contra el coronavirus.

El número de casos real

En un estudio recién publicado en la revista Infection Control and Hospital Epidemiology, Rao y Kranz han llevado a cabo un modelado matemático de la enfermedad y han sido capaces de predecir el número de casos no reportados, obteniendo una información mucho más realista del estado de la pandemia. Otros estudios relacionados de los mismos autores sobre modelado matemático del virus pueden encontrarse aquíaquí y aquí.

“Prepararse para una pandemia -explica Rao- implica conocer los casos verdaderos que se dan entre la población, tanto los que han sido identificados como los que no. Con mejores números podremos evaluar mejor cuánto tiempo persistirá el virus y cómo de grave será. Pero sin esos números ¿Cómo pueden los sistemas de atención médica y sus trabajadores prepararse para lo que se necesita?”.

“Disponer de mejores cifras -escriben Rao y Krantz- también es fundamental para proteger a la población y prepararla mejor ante la pandemia. Hemos querido proporcionar información sobre la magnitud real del problema, y no solo sobre la punta del iceberg”.

Para su modelo, los investigadores tomaron cifras de la COVID-19 de fuentes como la Organización Mundial de la Salud (OMS), y usaron factores como la densidad de población de un área, la proporción de población que vive en zonas urbanas (donde hay mayor masificación de personas) y establecieron tres grupos de población: de cero a 14 años, de 15 a 64 y mayores de 65. Debido a la alta tasa de infectividad del virus, consideraron también su “probabilidad de transmisión”.

Recursos para refinar el modelo

Rao y Krantz se fijaron en el número de nuevos casos diarios, por encima de 10 y hasta el primer “pico” reportado, así como en los rangos de fechas para esos picos, que sirvieron como indicadores de la tendencia de los números. Próximamente, nueva información (como cuánto tiempo sobrevive el virus en el aire y en varias superficies) podrán refinar aún más el modelo. La fecha límite a la que se aplica el estudio es el 9 de Marzo.

Alimentado con esos datos, el modelo matemático descubrió, por ejemplo, que en Italia, uno de los países más castigados, solo se reportó un caso por cada cuatro de los que Rao y Krantz proyectaron. Lo que significa, según el modelo, que hasta el pasado 9 de marzo se pasaron por alto 30.223 casos de los que nadie informó. Y eso teniendo en cuenta que en la fecha límite del estudio Italia estaba aún lejos de alcanzar el pico de infecciones.

En España se conocen un caso de cada 53

En España las cifras son más abultadas. A 19 de marzo (poco más de una semana después del límite del estudio) se producía un aumento del 27% de infecciones con respecto al día anterior. Lo cual, según los investigadores, implica que hasta el 9 de marzo solo se informaba de un caso de cada 53 posiblemente reales. Y eso se traduce en aproximadamente 87.405 casos y personas no reportadas y que no figuraron en las cifras oficiales. Lo mismo sucede con otros países europeos.

En China, con su enorme población de más de 1.400 millones de personas y una serie de inconsistencias ampliamente percibidas en sus informes de datos, los investigadores proyectaron dos rangos para el número de casos reportados en comparación de los casos reales: 1 de cada 149 y 1 de cada 1.104, lo que se traduce en un número de casos no reportados que se sitúa en cualquier punto entre los 12 y los 89 millones de personas.

Para Estados Unidos no fue posible llevar a cabo los cálculos, ya que el brote de virus tuvo lugar después del 9 de marzo, fecha en la que los casos totales no llegaban a 500, demasiado pocos para plcar el modelo. Sin embargo, Rao sospecha que muy probablemente, en esa fecha (el 9 de marzo), los casos ya superaban los 90.000.

¿Por qué se hacen modelos?

“Si las cifras oficiales fueran más precisas -asegura Rao- los modelos matemáticos no serían necesarios”. El científico señala que el subregistro de casos es un problema común a muchas afecciones, incluídas las más comunes y no infecciosas como las enfermedades cardíacas. “Un modelo nos dice algo que no se ha observado directamente -añade Rao-. Es un experimento biológico hecho en computadoras en lugar de en un laboratorio”.

El 9 de marzo, el número global de casos era de 109.000, y las muertes no superaban las 3.800 en todo el mundo, la mayoría de ellas en China. Pero a partir de la primera semana de abril, un mes después de la fecha límite del estudio, ya había 1,4 millones de casos y 81.000 muertes en todo el mundo.

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La NASA lanzará la misión Parker Solar Probe para explorar el Sol

El lanzamiento de la sonda solar Parker, la primera astronave que transitará por la corona del Sol, fue aplazado hoy hasta este domingo, con lo que son ya tres lanzamientos suspendidos en la base de Cabo Cañaveral (Florida).

La misión, que pretende ayudar a esclarecer los misterios que esconde el astro rey y que está previsto que llegue en el mes de noviembre, depende ahora de la nueva fecha de lanzamiento.

El cohete Delta IV Heavy de la compañía United Launch Alliance tenía previsto inicialmente el despegue a las 03.33 hora local (07.33 GMT) desde la base aérea de Cabo Cañaveral de la Agencia Aeroespacial de EEUU (NASA) con la sonda a bordo y tras dos demoras fue cancelado por motivos técnicos.

Con unas predicciones meteorológicas favorables del 90% y tras haber resuelto los problemas que habían hecho cambiar las fechas de lanzamiento dos veces, la NASA programó para hoy el inicio de esta misión, que considera «histórica», e intentará de nuevo hacer mañana el lanzamiento.

La sonda pretende recoger información más cerca del Sol que ninguna otra astronave lo ha hecho hasta ahora.

Y así puede contribuir a resolver cuestiones como la diferencia de la temperatura de la atmósfera del astro rey que está a más de un millón de grados mientras que la propia superficie solar está a 6.000 grados.

Tras años de investigación, el equipo dio con la manera de que la sonda resista a un calor equivalente a 500 veces lo que experimentamos en la Tierra y realizar, así, observaciones «in situ».

Se trata de un escudo térmico que soportará temperaturas de 1.400 grados celsius y mantendrá los instrumentos del interior de la aeronave a temperatura ambiente (30 grados celsius).

La sonda, de dimensiones pequeñas (65 kilos y 3 metros de altura), llegará a una distancia de 6 millones de kilómetros del Sol, lo que equivale a 4 centímetros de él si la Tierra estuviera a un metro del Sol.

Además, cuando la sonda alcance su máxima aproximación al Sol en 2025, viajará a una velocidad de unos 700.000 kilómetros por hora.

Una velocidad que equivale a viajar entre Nueva York y Tokio en un minuto y que permitirá a la sonda alcanzar el Sol en noviembre.

La sonda, que orbitará 24 veces alrededor del Sol y se irá acercando progresivamente a éste con la ayuda de la gravedad de Venus, llegará a su punto más cercano en 2025, cuando se podrá reunir la información de más valor.

La sonda tiene un coste de 1.500 millones de dólares (1.200 millones de euros) y llevará por primera vez el nombre de una persona en vida, el físico estadounidense Eugene Parker, de 91 años, quien desarrolló en los años 50 la teoría del viento solar.

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Científicos se acercan al lugar donde se guardan los recuerdos

Una investigación ha identificado 166 proteínas que duran semanas, meses o incluso años en las conexiones de las neuronas de los ratones. Sugieren que podrían estar en la base de la conservación de la memoria.

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Varias neuronas teñidas por medio de técnicas de fluorescencia – ARCHIVO

La memoria es eso que nos permite conservar una identidad, recordar experiencias, automatizar movimientos o saber cosas, como que el cerebro humano tiene cerca de 100.000 millones de neuronas, tantas como galaxias hay en el Universo. Es uno de los mayores misterios de la biología, pero se cree que la memoria «se guarda» en la red prodigiosa que las neuronas forman cuando se entrelazan. Estas uniones, establecidas a través de las llamadas sinapsis pueden ser más o menos fuertes, activar o desactivar otras conexiones, vincular a neuronas de unas u otras zonas cerebrales y cambiar constantemente. Este árbol imposible de imaginar se llama engramaEs como una red de sendas que atraviesan un bosque y se pueden borrar con el olvido o reforzar con el paso de nuevos caminantes.

A veces se olvida la última comida, pero el recuerdo de una conversación importante persiste para siempre, aunque en ese tiempo las neuronas se hayan transformado químicamente y el cerebro y la personalidad hayan evolucionado. Lo cierto es que se sabe muy poco sobre cómo ocurre esto, y cómo se ve influido por la edad o ciertas enfermedades. Un estudio publicado en «Proceedings of the National Academy of Sciences» se ha acercado a la que puede ser una de las bases de este misterio: los científicos han descubierto que 164 proteínas de las sinapsis (las conexiones neuronales) del ratón tienen una vida mucho más larga que casi todas las otras proteínas de los roedores. Estas no duran horas, sino meses o incluso años.

«Lo más importante de este estudio es que identifica la presencia de proteínas de vida larga que son estables durante meses o años en las sinapsis del cerebro», explica a ABC Richard Huganir, coautor del estudio e investigador en la Escuela de Medicina Johns Hopkins (EE.UU.). «Esto es muy infrecuente, porque la mayoría de las proteínas no son estables y se degradan en horas o días. Por eso creemos que estas proteínas de vida larga podrían ser de vital importancia para el mantenimiento de las conexiones sinápticas que mantienen los recuerdos duraderos».

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Las flechas señalan sinapsis (color magenta) que permanecen estables con el paso del tiempo-Johns Hopkins Medicine

Tanto el cuerpo de un hombre como el de un ratón están en constante cambio. Al igual que los insectos mudan su exoesqueleto, las células van renovando las moléculas de su interior. En el mundo de las proteínas, esto se traduce en que la mayoría solo duras unas horas o días antes de ser degradadas y recicladas para otras tareas. Sin embargo, algunas duran mucho más: el cristalino y el colágeno (que constituyen la «lente» de los ojos, del mismo nombre, y el cartílago, respectivamente) persisten durante décadas.

Presentes también en humanos

Pero los investigadores han confirmado que el cristalino y el colágeno no son las únicas proteínas tan duraderas. En los cerebros de ratones hay moléculas que duran tanto como algunos recuerdos. Un sofisticado y masivo estudio químico ha permitido identificar 164 proteínas de vida larga, capaces de durar semanas o meses. Los autores han sugerido que podrían formar parte de la maquinaria que regula las importantes funciones de la memoria a largo plazo, el aprendizaje y la pérdida de memoria en mamíferos, incluyendo al hombre. «Todas esas proteínas están presentes también en humanos, y probablemente tienen funciones similares», subraya Huganir.

El investigador explica que muchas de estas proteínas participan en dos procesos fundamentales: la plasticidad sináptica (la remodelación de las conexiones entre neuronas) y la transducción de señales (la comunicación a través de membranas celulares). Pero hasta ahora no se sabía que fueran tan duraderas ni que pudiera ser interesante estudiarlas para entender las bases de la memoria.

El gran misterio de los recuerdos

Tal como opina en ABC Juan Lerma, ex director del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH), «la novedad más interesante que aporta este estudio es que detecta proteínas en las sinapsis que duran más de lo que se pensaba, y que podrían conferir cierta estabilidad para la formación de la memoria». Sin embargo, subraya Lerma, «el trabajo no lo demuestra, solo plantea la posibilidad».

El neurocientífico recuerda que todavía «no entendemos cómo el cerebro almacena los recuerdos». Sí se ha averiguado que las sinapsis se remodelan constantemente, y que se establece un sistema dinámico en el que «aprendizaje y olvido son las dos caras de la moneda, puesto que dependen de mecanismos parecidos», apunta. También se sabe que de los recuerdos solo se almacena una parte de la información y ciertos detalles. Lo contrario sería imposible de soportar. Por último, también se considera que ciertas áreas cerebrales (como el hipocamo o el córtex prefrontal) están implicadas en algunas de las distintas formas de memoria.

Para obtener estos resultados, el equipo de Huganir crió varios grupos de ratones a los que alimentó con comida rica en ciertos isótopos (elementos químicos iguales que se distinguen en el número de neutrones). Después de que los ratones comieran estos alimentos marcados durante semanas, los científicos pudieron observar cómo aparecían y desaparecían las proteínas que se querían investigar. Para ello, recurrieron a una técnica conocida como espectrometría de masas, que les permitió detectar dichos isótopos.

Investigando la pérdida de memoria

Después de analizar 2.272 proteínas de las sinapsis, identificaron 164 de vida larga, capaces de perdurar durante semanas, meses o incluso años.

«Estamos trabajando con 50 de ellas para saber si los daños sobre estas proteínas podrían tener un papel en la pérdida de memoria relacionada con el envejecimiento», explica Richard Huganir.

Lo interesante, según Lerma, es que «probablemente los mecanismos más básicos de la memoria son iguales en moscas, ratones y humanos», por lo que desentrañarlos en roedores abriría la puerta, quizás, a entender la memoria y a evitar perderla con la edad.

Como esto podría requerir varias décadas de investigación, quizás convendría recurrir a la gimnasia cerebral, tal como sugirió Ramon y Cajal. Parece ser que los cerebros sometidos a actividad intelectual son cerebros más ricos estructural y molecularmente y menos susceptibles de deteriorarse.

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El fósforo sería la clave de la vida en la Tierra

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¿Por qué no hemos encontrado aún vida en otros planetas cercanos? Quiza la razón sea que les faltó el ingrediente esencial que nos sobró en la Tierra: el fósforo. Un equipo de astrónomos de la Universidad de Cardiff aseguran que este elemento hizo posible que se creara vida en nuestro planeta y la falta del mismo imposibilitó que se crease en otros lugares de nuestro sistema solar.

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¿Obedecen las galaxias a las leyes de la Mecánica Cuántica?

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Una investigación sugiere que las cosas más grandes y más pequeñas comparten la dualidad onda-partícula

Un científico planetario del Instituto Tecnológico de California acaba de hacer un descubrimiento asombroso. Se trata de la posibilidad de describir la evolución física a largo plazo de grandes estructuras cósmicas, como son los discos de polvo y gas a partir de los que se forman galaxias, estrellas y planetas, por medio de una ecuación fundamental ampliamente utilizada en la Mecánica Cuántica, la ecuación de Schrödinger.

En un artículo recién publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, en efecto, Konstantin Batygin, el mismo que dedujo la existencia de un desconocido «Planeta Nueve» en los confines de nuestro Sistema Solar, explica que mientras trataba de refinar una técnica de modelación astrofísica conocida como «Teoría de la Perturbación», se topó con la famosa ecuación de Schrödinger, ideada para describir los efectos cuánticos dentro de un sistema atómico. Lo que estaba haciendo el científico era buscar formas de predecir con precisión el movimiento de los cuerpos en el espacio a largo plazo, una tarea extraordinariamente compleja.

A grandes rasgos, los sistemas de objetos en el espacio podrían describirse como «cosas grandes» al cuyo alrededor orbitan «cosas más pequeñas». Los agujeros negros supermasivos, por ejemplo, son orbitados por enjambres de estrellas, que a su vez son orbitadas por conjuntos de rocas, entre ellos los planetas.

Las fuerzas gravitacionales experimentadas por cualquier cuerpo que esté en medio de uno de estos sistemas implican que, con el tiempo, los objetos más pequeños que lo rodean terminarán por formar un disco plano a su alrededor. Sin embargo, el estado de estos discos no es constante, sino que con el paso del tiempo éstos se deforman, se estiran, se encogen… incluso en distncias enormes que pueden extenderse a cientos de años luz.

¿De dónde proceden las fluctuaciones?

Por eso, la cuestión de cómo se desarrollan esas deformaciones, y cómo continúan fluctuando, es uno de los mayores desafíos a los que se enfrenta la astrofísica. En parte, esto se debe a que la complejidad de los cálculos requeridos supera con creces las capacidades de las computadoras actuales, al igual que los presupuestos de los académicos que lo intentan.

Para tratar de solucionar el problema, Batygin recurrió a una rama de las mátemáticas llamada Teoría de la Perturbación, que sostiene que cualquier sistema de la vida real puede ser modelado de forma ideal para, a partir de ese modelo, ir modificando los parámetros individuales y calcular cualquier resultado sobre el estado futuro de ese sistema. En su origen, esta teoría surgió como un intento de resolver el llamado «problema de los tres cuerpos», un difícil reto que consiste en describir con precisión los movimientos de tres objetos mutuamente atraídos (como el Sol, la Tierra y la Luna) cuando se los considera como un sistema único.

El uso de la teoría de perturbaciones para describir las órbitas de cuerpos más pequeños alrededor de otros más grandes requirió que Batygin postulara todos los objetos en cada órbita específica como una sola entidad y los «difuminara» en forma de un anillo concéntrico. En el modelo, cada anillo presentaba la misma fuerza gravitacional que los objetos individuales combinados, pero uniformemente distribuidos.

Al refinar su modelo, Batygin se dio cuenta de que podía representar cualquier sistema astrofísico como un centro rodeado por anillos cada vez más numerosos, pero cada vez más delgados, hasta que, inevitablemente, todos ellos se ordenaban en un solo plano.

Y surgió la ecuación de Schrödinger…

«Con el tiempo -explica el investigador- podrías hacer que el número de anillos en el disco crezca hasta el infinito, lo que te permite combinarlos matemáticamente en un continuo. Asombrosamente, al hacer esto, de mis cálculos surgió la ecuación de Schrödinger».

Batygin no salía de su asombro, ya que la ecuación fue pensada para aplicarse solo a los fenómenos que suceden el mundo infinitamente pequeño de la Mecánica Cuántica, donde las leyes físicas que rigen a los sistemas macroscópicos dejan de funcionar. La ecuación de Schröedinger, en efecto, se utiliza para describir los aspectos más extraños de un mundo en el que las partículas pueden ser, al mismo tiempo, ondas, o estar en varios lugares a la vez.

«El descubrimiento -afirma Batygin- es sorprendente porque es muy poco probable que la ecuación de Schrödinger surja cuando estudiamos distancias del orden de los años luz. Las ecuaciones que son relevantes para la física subatómica generalmente no lo son en los grandes fenómenos astronómicos. Por lo tanto, me fascinó encontrar una situación en la que una ecuación que normalmente se usa solo para sistemas muy pequeños también funcione al describir sistemas muy grandes».

El hallazgo significa que, contra toda lógica aparente, en el «mundo real» existe por lo menos un enfoque en el que las cosas más pequeñas del universo -las partículas subatómicas- y las cosas más grandes (las galaxias que rodean a los agujeros negros supermasivos) comparten la dualidad onda-partícula.

«En un cierto sentido -afirma el investigador- las ondas que representan las distorsiones y el desequilibrio de los discos astrofísicos no son muy diferentes de las ondas en una cuerda vibrante, que a su vez no son muy diferentes del movimiento de una partícula cuántica en el interior de una caja. Visto desde ahora, parece una conexión obvia, aunque es emocionante empezar a descubrir la columna vertebral matemática que se esconde detrás de esta reciprocidad».

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La explicación científica de por qué el desamor duele tanto

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Una ruptura puede llevar a la depresión y a un gran sufrimiento – ADOBE PHOTOSTOCK

Probablemente una de las baladas más lacrimógenas y de más éxito del grupo Scorpions sea «Still loving you». La canción habla de un amor desesperado y ya acabado y de un protagonista que sufre pero que se resiste a acabar una relación: «Lucharé, cariño, lucharé, para ganarme tu amor de nuevo». Probablemente a mucha gente le sonaba aquella historia, porque la canción fue un éxito de ventas y supuestamente estuvo detrás de un (romántico) «baby-boom» en Francia. El propio Rudolf Schenker, guitarrista del grupo, reconoció que la letra no era muy original: «Es la vieja historia, siempre la misma historia. Pero, ¿qué podemos hacer? No podemos reinventar la rueda».

«El desamor es una de las experiencias más traumáticas, angustiosas y desconcertantes»

Los científicos coinciden con el guitarrista en que el desamor es un fenómeno universal: a todos nos puede ocurrir. Además, se puede decir que tiene unos síntomas típicos con una base biológica. Según Manuel de Juan Espinosa, catedrático de psicología de la Universidad Autónoma de Madrid, los efectos del desamor son «tremendamente parecidos al síndrome de abstinenciacausado por una droga».

Muchos psicólogos, como Griffin-SheleyHalpernPeele y BrodskyShaef, etc, suelen relacionar la adicción con el enamoramiento porque ambos comparten una serie de comportamientos, como una atención intensamente centrada sobre una cosa (o persona) o los cambios de humor. Además, y según estos investigadores, enamoramiento y adicciones generan ansiedad, comportamientos compulsivos y obsesivos, distorsión de la realidad, dependencia emocional, cambios en la personalidad, pérdida de autocontrol y hasta cambios en la cantidad de riesgos que se cometen.

«No solo echamos de menos a la persona, sino también las rutinas que teníamos con ella»

Para rastrear el origen del desamor, hay que ir detrás de un único responsable: el enamoramiento. En opinión de Juan Lerma, investigador en el Instituto de Neurociencias de Alicante, «amor y desamor son las dos caras de una misma moneda. El primero hace subir los niveles de dopamina y oxitocina en tu cerebro y te hace sentir apego y placer. El otro hace que eches en falta este apego, y que sufras ansiedad y malestar».

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El enamoramiento es como una droga y el desamor hace notar su falta- ARCHIVO

Esto puede ser realmente intenso. El desamor es considerado como un evento vital signiticativo. Tal como escriben los investigadores Boelen, Reijntjes y Fisher, «representa quizás una de las experiencias más traumáticas, angustiosas y desconcertantes (dejando al margen la muerte de un ser querido) que una persona puede experimentar».

¿Hasta qué punto ocurre esto? Se puede decir que el amor romántico es casi universal. Por ejemplo, el investigadora Helen E. Fisher lo detectó en 147 de las 166 sociedades que estudió. Por eso, no sorprende que el desamor también sea un fenómeno muy extendido. Otra prueba de esto es que, en un estudio hecho entre universitarios estadounidenses, el 93 por ciento de los encuestados dijo haber sido rechazado por alguien a quien amaban apasionadamente. Por otro lado, el 95 por ciento de ellos dijo haber rechazado o dejado a alguien que estaba profundamente enamorado de ellos. En ocasiones esto puede llegar a romper familias: se considera que casi la mitad de los matrimonios en el mundo occidental acabará en un divorcio.

La primera etapa del desamor: la protesta

El desamor comienza con una primera etapa de incredulidad, protesta y refuerzo del apego: «El cerebro se aterroriza, y reacciona como si estuviera ante una amenaza. Comienzas a sentirte fatal, tu sistema inmune se debilita y suben los niveles de estrés», explica Espinosa. Investigadores como Ethan Kross han sugerido incluso que en el cerebro se activan algunas de las zonas que intervienen en la generación del dolor físico.

«Los amigos y darse cuenta de que uno sigue siendo atractivo para otros ayuda a recuperarse»

Durante esa fase, es frecuente que las personas rechazadas traten de volver con sus ex-parejas, de forma obsesiva. Puede aparecer una sensación general de irritación y furia, que en algunos casos pueden facilitar que algunas personas incluso desencadenen comportamientos violentos. En la situaciones más extremas, puede aparecer la depresión o incluso comportamientos suicidas y homicidas.

¿Por qué ocurre todo esto? ¿Por qué nos parece que no podemos vivir sin otra persona, aunque no sea verdad? Algunas de las causas están en el cerebro y en las hormonas que influyen en las emociones. Por motivos aún no del todo claros, en el cerebro se activa una auténtica tormenta química.

En primer lugar, comienza a liberar cortisol, la hormona del estrés. También disminuyen los niveles de serotonina, y en consecuencia la capacidad de pensar racionalmente se resiente. Por otra parte, aumenta la sensación de enamoramiento, porque suben los niveles de dos hormonas clave en el amor: la dopamina y la oxitocina.

En palabras del psicólogo Manuel de Juan Espinosa, en ese momento lo que ocurre es que «sientes que el amor se escapa, así que luchas por él tremendamente. Al mismo tiempo, se intensifica el deseo y la necesidad de unirte a la otra persona». Y todo aunque ya sea demasiado tarde.

Últimas etapas: melancolía y reorganización

Por suerte, después de toda tormenta, llega la calma, ya en la segunda fase del desamor. Esta calma es al principio una mezcla de resignación, desesperanza y pesimismo, cuya superación es fundamentalmente «cuestión de tiempo», según Espinosa. En los casos más graves, algunas personas reciben ayuda a través de antidepresivos. Sin embargo, estos tienen un efecto secundario extra: dificultan poder enamorarse de nuevo porque inhiben algunas de las hormonas que disparan el «flechazo».

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Los amigos son clave en el proceso de recuperarse tras una ruptura- ARCHIVO

Pasado un tiempo más o menos largo, llega la última etapa, la de reorganización. «Poco a poco el cerebro vuelve a recuperar la normalidad. Es verdad que el dolor puede darte un mordisco en el estómago de vez en cuando, pero las oleadas se van haciendo más lentas», relata el psicólogo. En ese momento, es frecuente que el panorama de amigos haya cambiado o que se hayan visitado nuevos lugares. Para llegar a esta fase, es especialmente importante haber cambiado las rutinas, porque «no solo echamos de menos a la persona, sino también las rutinas que teníamos con ella». Con suerte, y si todo va bien, «poco a poco vuelves a sonreír, y ya no sientes ese profundo cansancio de conocer gente nueva y salir».

La recuperación que siempre llega

El proceso de recuperación puede llevar meses o incluso años, dependiendo de la persona, pero algunos científicos consideran que siempre llega por una razón muy sencilla. Si el enamoramiento tiene una función biológica clara, la reproducción, es probable que el cerebro humano cuente también con mecanismos para cortar el vínculo y en el futuro establecer uno nuevo, tal como discuten Beaver, Boutwell y Barnes.

A nivel cerebral, requiere que las partes del cerebro que están activadas con el enamoramiento, como algunos circuitos de recompensa (área ventral tegmental derecha o el cuerpo estriado) vuelvan a la normalidad. Y, sobre todo, es necesario que ocurra un proceso de aprendizaje en córtex prefrontal que le permita al individuorecuperar su interés amoroso por nuevas personas.

El aprendizaje requiere bastante tiempo, pero hay formas de acelerarlo. En palabras de Jacqueline Olds, profesora en la Escuela de Medicina de Harvard, «la conexión social entre la persona rechazada y sus amigos ayuda mucho. Además, darse cuenta de que uno aún es atractivo para los demás (incluso las citas frívolas cuentan), pueden ayudar a que uno no se deje caer en la depresión». Junto a la compañía de los seres queridos y el flirteo, las actividades placenteras pueden ayudar, según Olds, a corto plazo. Bailar, escuchar música, comer o hacer ejercicio tienen un efecto positivo.

Esta vieja historia del desamor es casi universal y forma parte de la cultura humana. Está presente en poesías, canciones, historias, mitos y leyendas. Este dolor se encuentra en la cultura de Sumeria, Grecia, Roma, Arabia, Japón, China, India, Polinesia o incluso en la tribu Kung de Naimibia y Botwsana. Es evidente que ha enriquecido también el patrimonio cultural de las sociedades históricas y contemporáneas. Tal como ha opinado Manuel de Juan Espinosa, una de las cosas positivas de ese dolor es que en ese momento «es cuando se escriben las mejores poesías y las mejores canciones». En la mayoría de los casos, la historia de desamor acaba con un punto y final. Y con el tiempo comienza un capítulo nuevo.

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