Ciencia y tecnología. Nuevas condiciones para la vida en otros planetas

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Los efectos de marea cambian el concepto de "zona habitable" en exoplanetas

Por: Valram.
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Artist's concept of a large, rocky extrasolar planet. (Credit: NASA/JPL-Caltech)

Planetas extrasolares, o exoplanetas, para abreviar, se ha sabido que existen desde 1995. Durante la búsqueda de vida en el espacio exterior, los científicos se centran en los exoplanetas que se encuentran en la zona habitable. Esto significa que su órbita, alrededor de su sol, tiene tal distancia, que las temperaturas en la superficie del planeta permiten la presencia de agua líquida. Se cree que el agua es un ingrediente esencial para la vida. Hasta ahora, las dos ideas principales que determinan la temperatura de un planeta son: La distancia a la estrella central y la composición de la atmósfera del planeta. Mediante el estudio de las mareas causadas por estrellas de baja masa en sus potenciales compañeros como la tierra, Heller y sus colegas han concluido que los efectos de marea modifican el tradicional concepto de la zona habitable.

Heller deduce esto de tres efectos diferentes. En primer lugar, las mareas pueden lograr que el eje de rotación de un planeta sea perpendicular a su órbita en sólo unos pocos millones de años. En comparación, el eje de rotación de la Tierra está inclinado 23.5 grados –gracias a lo cual tenemos un efecto que causa las estaciones–. Sin este efecto, no habría variación estacional en los planetas como la Tierra en la zona habitable de estrellas de baja masa. Los planetas con su eje de rotación perpendicular a su órbita, tienen grandes diferencias de temperatura entre los polos, lo que produce una congelación perpetua, y su ecuador caliente que, en el largo plazo, se evaporaría cualquier atmósfera. Esta diferencia de temperatura podría causar vientos y tormentas extremas.

El segundo efecto de las mareas sería calentar al planeta extrasolar, de forma similar al calentamiento de marea de Io, una luna de Júpiter que muestra un vulcanismo global.

Por último, las mareas pueden hacer que el período de rotación del planeta (el "día" del planeta) se sincronice con el período orbital (el "año" del planeta). Esta situación es idéntica a la configuración de la Tierra–Luna: La Luna sólo muestra una cara a la Tierra, la otra es conocida como "el lado oscuro de la luna." Como resultado, la mitad del exoplaneta recibe radiación extrema de la estrella y la otra mitad se congela en la oscuridad eterna.

La zona habitable, alrededor de estrellas de baja masa, por lo tanto, no es muy cómoda –incluso puede ser inhabitable–. Desde el punto de vista del observador, las estrellas de baja masa, hasta ahora, han sido los candidatos más prometedores para los exoplanetas habitables. Ahora, debido a los resultados de Heller, los exoplanetas similares a la Tierra que ya han sido encontrados en la zona habitable convencional de estrellas de baja masa, tiene que ser revalorados para considerar los efectos de las mareas.

Heller y sus colegas han aplicado su teoría a GI581g, un candidato a exoplaneta que recientemente ha sido reclamado para ser habitable. Ellos encuentran que GI581g podría no experimentar estaciones y que su día está sincronizado con su año. Probablemente no habría nada de agua en la superficie del planeta, haciéndolo inhabitable.

Heller dijo:

"Creo que las posibilidades de que exista vida en planetas extrasolares en la tradicional zona habitable alrededor de estrellas de baja masa son bastante sombrías, al considerar los efectos de las mareas. Si usted quiere encontrar una segunda Tierra, parece que hay que buscar un segundo sol".

Fuente: New Conditions for Life on Other Planets: Tidal Effects Change 'Habitable Zone' Concept

 
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Ciencia y tecnología. Listo el observatorio de neutrinos más grande del mundo

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Completa la construcción del observatorio de neutrinos más grande del mundo

Por: Valram.
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Foto: NSF / B. Gudbjartsson

Culminando una década de planificación, innovación y prueba del mayor observatorio de neutrinos del mundo, instalado en el hielo de la meseta antártica en el Polo Sur geográfico, se completó con éxito el 18 de diciembre 2010, hora de Nueva Zelanda.

86 hoyos fueron perforados y 5,160 sensores ópticos instalados para formar el detector principal del Observatorio de neutrinos IceCube (un kilómetro cúbico de hielo), ubicado en Amundsen-Scott del Polo de la estación de la Fundación Nacional de Ciencias del Sur.

Desde su punto de vista, en el fin del mundo, el IceCube ofrece un medio innovador para investigar las propiedades de las partículas fundamentales que se originan en algunos de los fenómenos más espectaculares del universo.

En lo profundo, la quietud oscura del hielo antártico, el IceCube registra las raras colisiones de los neutrinos ―una de las más esquivas partículas sub-atómicas― con los núcleos atómicos de las moléculas de agua del hielo. Algunos neutrinos provienen del sol, mientras que otros provienen de los rayos cósmicos que interactúan con la atmósfera de la Tierra y de dramáticas fuentes astronómicas, como explosiones de estrellas en la Vía Láctea y otras galaxias lejanas. Una corriente de trillones de neutrinos atraviesan el cuerpo humano en un momento dado, pero rara vez interactúan con la materia ordinaria, y los investigadores quieren saber más acerca de ellos y de dónde vienen.

El tamaño del observatorio es importante porque aumenta el número de posibles colisiones que se pueden observar, por lo que el nuevo observatorio hace, de la astrofísica de neutrinos, una realidad.

La finalización de la construcción es la culminación de uno de los más ambiciosos y complejos proyectos científicos multinacionales que se hayan intentado. La National Science Foundation (NSF) aportó $242 millones (de dólares) para un costo total de $279 millones. NSF es quien administra el Programa Antártico de Estados Unidos, que coordina toda la investigación de los EE.UU. en el continente austral.

La Universidad de Wisconsin-Madison, como institución líder de los EE.UU. para el proyecto, fue financiada por la NSF para gestionar y coordinar los trabajos necesarios del diseño y construcción de los complejos, y a menudo únicos,  componentes y software del proyecto.

La universidad diseñó y construyó el taladro mejorado de agua caliente, que fue montado en el laboratorio de ciencias físicas en Stoughton, Wisconsin. La perforadora de agua caliente, de 4.8 megavatios, es una máquina única que pueden penetrar más de dos kilómetros en el hielo en menos de dos días.

Después de que el agua caliente perfora limpiamente la capa de hielo, los especialistas en la implementación conectaron los sensores ópticos en cadenas de cable hasta profundidades de entre 1,450 y 2,450 metros. El hielo mismo a estas profundidades es muy oscuro pero ultratransparente ópticamente.

Cada cadena tiene 60 sensores y 86 cadenas componen el detector principal del IceCube. Además, cuatro sensores más se asientan en la parte superior del hielo por encima de cada cadena, formando la matriz IceTop. La matriz IceTop combinada con la del detector IceCube forman el Observatorio IceCube, cuyos sensores registrarán las interacciones de los neutrinos.

La exitosa finalización del observatorio es también un hito en la cooperación científica internacional en el continente austral. Además de los investigadores de las universidades y laboratorios de investigación en los EE.UU., Bélgica, Alemania y Suecia ―los países que financiaron el observatorio―, los datos que arroje el IceCube serán analizados, también, con investigadores de Barbados, Canadá, Japón, Nueva Zelanda, Suiza y el Reino Unido.

"El IceCube no sólo es un magnífico observatorio para la investigación fundamental de la astrofísica, es el tipo de ciencia ambiciosa que sólo puede ser tratada a través de la cooperación ―la diplomacia de la ciencia, si se quiere― de muchos países que, trabajando unidos en las mejores tradiciones de la Antártida, utilicen la ciencia hacia un solo objetivo"

Dijo Karl A. Erb, director de la Oficina de Programas de NSF Polar.

"El completar este ambicioso proyecto, tanto a tiempo como dentro del presupuesto, es un homenaje al buen trabajo de la Universidad de Wisconsin-Madison y sus instituciones asociadas, pero también es un reflejo de la excelencia del personal y la infraestructura del Programa Antártico de los EE.UU.", agregó. "La ciencia como la que hace el IceCube en la Antártida, se logra porque es un laboratorio mundial único…"

El IceCube es uno de los proyectos de construcción científicos más ambicioso y complejo que se haya intentado.

Para construir el observatorio, todo el personal del proyecto, equipo, alimentos y componentes del detector tuvo que ser transportado a la Antártida desde varios lugares alrededor del mundo. Todo tuvo que ser transportado en el avión C-130 de la estación de McMurdo equipado con esquí, cerca de la costa de la Antártida hasta el Polo Sur, más de 800 millas aéreas de distancia.

Trabajando solamente durante el verano antártico relativamente cálido y corto ―de noviembre a febrero, cuando el sol brilla las 24 horas del día― la perforación y equipos de implementación trabajaron en turnos para maximizar su tiempo en el hielo cada año.

Un equipo internacional de científicos, ingenieros y especialistas en informática han estado trabajando en el desarrollo y construcción del detector desde noviembre de 1999, cuando la primera propuesta fue presentada a la NSF y socios en Bélgica, Alemania y Suecia.

En la década de 1950, el premio Nobel de Física Frederick Reines y otros físicos de partículas se dieron cuenta de que los neutrinos podrían ser utilizados como mensajeros astronómicos. A diferencia de la luz, los neutrinos pasan a través de la mayoría de la materia, por lo que son una sonda única para la exploración de los procesos más violentos en el universo con la participación de estrellas de neutrones y agujeros negro. Los neutrinos estudiados por el IceCube tienen energías muy superiores a las producidas por aceleradores artificiales.

A diferencia de muchos proyectos científicos a gran escala, el IceCube comenzó a registrar datos antes que la construcción se complete. Cada año, desde 2005, tras la temporada de la primera implementación, la nueva configuración de las cadenas de sensores comenzó a tomar datos. Cada año, el detector fue creciendo, más y mejores datos fueron enviados desde el Polo Sur hasta los almacenes de datos en la Universidad de Wisconsin y de todo el mundo.

Francis Halzen, investigador principal del proyecto, dijo:

"Incluso en esta fase difícil del proyecto, nosotros publicamos resultados sobre la búsqueda de la materia oscura y se encontraron patrones interesantes en las direcciones de llegada de los rayos cósmicos. Ya, el IceCube ha ampliado las medidas del haz de neutrinos atmosféricos a las energías de más de 100 TeV (teraelectronvoltio)".

"Con la finalización del IceCube, estamos en nuestro camino para alcanzar un nivel de sensibilidad que nos permita ver los neutrinos de fuentes más allá del sol".

Fuente: NSF, University of Wisconsin-Madison complete construction of the world's largest neutrino observatory

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El semen actúa como antidepresivo y las hace felices

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El semen las hace felices 

Por: Valram.
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El semen las hace felices. Esa es la conclusión sorprendente de un estudio comparativo de las mujeres cuyas parejas usan condones con aquellas cuyas parejas no.

El estudio, que está destinado a provocar controversia, mostró que las mujeres que estuvieron expuestas directamente al semen estaban menos deprimidas. Los investigadores creen que esto es debido a las hormonas en el semen que se absorben a través de la vagina. Ellos dicen que han descartado otras explicaciones.

El equipo encontró que las mujeres cuyas parejas nunca usaban condones calificaron 8 en promedio, los que a veces los utilizan marcaron 10.5, los que por lo general lo han utilizado calificaron 15 puntos y los que siempre los utilizan marcó 11.3. Las mujeres que no estaban teniendo sexo en todas calificaron 13.5.

Es más, cuanto mayor sea el intervalo desde la última relación sexual, era más la depresión de las mujeres que nunca o, a veces utilizaba preservativos. Sin embargo, el tiempo transcurrido desde la última relación sexual no hizo ninguna diferencia en el estado de ánimo de las mujeres que generalmente o siempre usaban condones.

El equipo también encontró que los síntomas depresivos e intentos de suicidio son más comunes entre las mujeres que utilizan condones regularmente en comparación con quienes no lo hicieron. Los resultados serán publicados en la revista Archives of Sexual Behavior.

Gallup dijo a New Scientist que su equipo tiene datos todavía no publicados de un grupo mayor de 700 mujeres con este resultado. En este estudio, el grupo que siempre usó condones era más deprimido que el grupo que, usualmente, usó los condones, dice. 

Explicaciones alternativas

Pero ¿es en realidad el semen el que afecta el estado de ánimo de las mujeres? Los investigadores dicen que analizaron explicaciones alternativas tales como si las mujeres que no suelen utilizar preservativos toman anticonceptivos orales, la frecuencia con la que tuvieron relaciones sexuales, la fuerza de las relaciones, y la posibilidad de que tener un cierto tipo de personalidad influyó en la decisión de usar condones. Pero ninguno de estos factores puede explicar sus hallazgos, dicen.

De hecho, los resultados no son una sorpresa ya que el semen contiene varias hormonas que alteran el humor, incluyendo la testosterona, el estrógeno, la hormona folículo estimulante, hormona luteinizante, prolactina y varias prostaglandinas diferentes. Algunos de estos se han detectado en la sangre de las mujeres a algunas horas de exposición al semen.

La pregunta que mucha gente se hace es si el sexo oral podría tener los mismos efectos de mejora del estado de ánimo. "Dado que los esteroides en las píldoras anticonceptivas sobreviven el proceso de digestión, supongo que lo mismo sucede, por lo menos, con algunos de los productos químicos en el semen", dice Gallup.

"Yo entiendo que entre algunos hombres homosexuales que tienen relaciones sexuales anales, no es raro que traten de retener el semen durante largos períodos de tiempo", añade. "Puede sugerirse, por supuesto, que puede haber efectos psicológicos". Sin embargo, nuevas investigaciones serán necesarias para confirmar si la exposición al semen a través del sexo oral o anal realmente afecta el humor en las parejas heterosexuales u homosexuales.

Pero ¿por qué tiene el semen tal efecto? "No tiene ningún sentido para mí la evolución de este fenómeno", dice Satoshi Kanazawa, psicólogo evolucionista de la Universidad de Indiana de Pennsylvania. Sin embargo, los contadores de Gallup piensan que los hombres, cuyo semen promueve una mejora del estado de ánimo a largo plazo, pueden tener más posibilidades de disfrutar de la actividad sexual.

Fuente: Semen acts as an anti-depressant  

19:00 26 June 2002 by Raj Persaud

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Ciencia y tecnología. Sondas Voyager sugieren burbujas magnéticas en el borde del sistema solar

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Sondas Voyager sugieren burbujas magnéticas en el borde del sistema solar

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PASADENA, California - Las observaciones de la nave Voyager de la NASA, el más lejano centinela de la humanidad en el espacio profundo, indican que en los límites de nuestro sistema solar puede existir un mar turbulento de burbujas magnéticas.

Esta concepción artística muestra la Voyager de la NASA explorando una región turbulenta del espacio conocida como heliopausa, la capa exterior de la burbuja de las partículas cargadas alrededor de nuestro sol. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech> Ver imagen más grande

Utilizando un nuevo modelo de computadora para analizar los datos Voyager, los científicos encontraron que el campo magnético lejano del sol está formado por burbujas de aproximadamente 100 millones de millas (160 millones de kilómetros) de ancho. Las burbujas se crean cuando se reorganizan las líneas de campo magnético. El nuevo modelo sugiere que las líneas de campo se dividen en estructuras autónomas desconectadas del campo magnético solar. Los resultados se describen en la edición del 9 de junio de la revista Astrophysical Journal.

Detalle de la concepción de NASA / JPL-Caltech

Como la Tierra, nuestro Sol tiene un campo magnético con un polo norte y un polo sur. Las líneas de campo se extienden hacia afuera por el viento solar, una corriente de partículas cargadas que emanan de la estrella que interactúa con el material expulsado de los demás en nuestro rincón de la galaxia, la Vía Láctea. La nave espacial Voyager, a más de 9 millones de millas (14 millones de kilómetros) de distancia de la Tierra, está viajando en una región de frontera del sistemas solar. 

En esa zona, el viento solar y el campo magnético se ven afectados por el material expulsado de otras estrellas en nuestro rincón de la galaxia, la Vía Láctea.

"El campo magnético del Sol se extiende por todo el camino hasta el borde del sistema solar", dijo el astrónomo Merav Opher de la Universidad de Boston. "Debido a que el Sol gira, su campo magnético se retuerce y arruga, un poco como una falda de bailarina. Lejos, muy lejos del sol, donde los Voyagers están, hasta los pliegues de la falda de grupo".

Comprender la estructura del campo magnético del sol permitirá a los científicos explicar cómo los rayos cósmicos galácticos entran en nuestro sistema solar y ayudan a definir la forma en que la estrella interactúa con el resto de la galaxia.


Hasta ahora, gran parte de la evidencia de la existencia de las burbujas magnéticas se origina a partir de un instrumento a bordo de la nave espacial que mide las partículas energéticas. Los investigadores están estudiando más información con la esperanza de encontrar firmas de las burbujas en los datos del campo magnético de la Voyager.

"Todavía estamos tratando de envolver nuestras mentes alrededor de las implicaciones de los hallazgos",

dijo el físico de la Universidad de Maryland, Jim Drake, uno de los colegas de Opher.


Lanzados en 1977, los gemelos espaciales Voyager han realizado un viaje de 33 años. Están en camino para alcanzar el borde del espacio interestelar. El Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California, construyó las naves y continúa su operación. Las misiones Voyager son una parte del Heliophysics System Observatory, patrocinado por la División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. JPL es una división del Instituto Tecnológico de California en Pasadena.


Fuente: Probes suggest magnetic bubbles at solar system edge


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Ciencia y tecnología. El terrible chupacabras es tanto víctima como villano

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El terrible chupacabras, víctima y villano

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ANN ARBOR, Michigan-Cuando se acerca Halloween, abundan cuentos de monstruos y bichos. Entre los más temibles es la legendaria bestia conocida como el chupacabras.

Pero el demonio real no es el animal sin pelo, con colmillos que supuestamente ataca y bebe la sangre del ganado, es una pequeña criatura de ocho patas que convierte a un animal sano y salvaje en un chupacabras, dice el biólogo de la Universidad de Michigan, Barry OConnor.

Los científicos creen que los legendarios chupacabras son en realidad coyotes con casos severos de sarna, al igual que el animal se muestra en la foto. Crédito: Dan Pence

La existencia del chupacabras, se insinuó  primero de los ataques contra animales en Puerto Rico, donde se descubrieron ovejas muertas con heridas punzantes, con la sangre completamente drenada. Informes similares empezaron a acumularse desde otros lugares de América Latina y los EE.UU. Luego vino el avistamiento de animales de aspecto maligno, descritos con formas perruna, roedor o reptil, con hocicos y colmillos largos, de cuero o con escamas de color verde grisáceo y un olor desagradable. Los lugareños asumieron que estas alimañas feas eran los responsables de los asesinatos.

Los científicos estudiaron algunos de los cadáveres de chupacabras y llegaron a la conclusión de que los monstruos temibles en realidad eran coyotes con casos extremos de sarna, una enfermedad de la piel causada por ácaros que cavan túneles bajo la piel. OConnor, que estudia los ácaros que causan la sarna, está de acuerdo y tiene una idea de por qué estos pequeños bichos afectan a los coyotes salvajes con tanta severidad, convirtiéndolos en atrocidades.

En el sitio web la revista Skeptic, en "Platicando sobre mostruos", OConnor explicó que el ácaro responsable de la extrema pérdida de pelo en "el síndrome de chupacabras" es Sarcoptes scabiei, que también causa la erupción cutánea con picazón conocida como sarna en las personas. La sarna humana es una molestia, pero no suele ser un problema grave de salud o apariencia, en parte porque nuestros cuerpos están ya sin pelo y en parte porque la población de ácaros en una determinada persona por lo general es relativamente pequeño de sólo 20 o 30 ácaros.

Estudios sobre la evolución realizada por OConnor y su ex estudiante graduado Hans Klompen, ahora profesor asociado de la Ohio State University, sugiere que el ácaro de la sarna ha estado con nosotros durante toda nuestra historia evolutiva, dando el tiempo suficiente a los humanos para desarrollar defensas. Cuando los humanos comenzaron a domesticar animales, Sarcoptes scabiei encontró todo un nuevo reino de posibles víctimas. Los perros domésticos, como los humanos, han acogido a los ácaros el tiempo suficiente para desarrollar la capacidad para combatir la sarna, pero cuando la condición se extiende a los miembros salvajes de la familia del perro —zorros, lobos y coyotes—, hay que tener cuidado.

"Cada vez que tienes una nueva asociación huésped—parásito, es bastante desagradable", dijo O'Connor, profesor de ecología y biología evolutiva y curador en el Museo de Zoología de la UM. "Se hace mucho daño, y la mortalidad puede ser relativamente alta debido a que, las especies escogidas, no han tenido ningún antecedente evolutivo con el parásito, por lo que no es capaz de desarrollar todas las defensas que nosotros tenemos."

En estos desdichados animales, un gran número de ácaros cavan túneles bajo la piel causando inflamación, que se traduce en el engrosamiento de la piel. El suministro de sangre a los folículos del pelo se corta, por lo que el pelo se cae. En los casos especialmente severos, la condición debilitada del animal abre la puerta a las bacterias que causan infecciones secundarias de la piel, produciendo a veces un olor fétido. Pon todo junto, y usted tiene una fea y desnuda monstruosidad de cuero maloliente: el chupacabras.

¿Las infecciones por ácaros también modifican el comportamiento de los animales, para convertirlos en asesinos sedientos de sangre? No exactamente, pero hay una explicación de por qué puede ser especialmente probable que se alimenten de pequeños animales como ovejas y cabras.

"Debido a que estos animales están muy debilitados, van a tener una caza difícil", dijo O'Connor. "Así que pueden verse obligados a atacar el ganado, porque es más fácil que correr tras un conejo o un venado."

“Mientras que el chupacabras ha alcanzado el estatus de leyenda, otros animales salvajes pueden sufrir también los efectos de los ácaros de la sarna”, dijo O'Connor. En Australia, el ácaro mata a los vombátidos. "Es de suponer que tienen los ácaros de los dingos, quienes los consiguieron de los perros domésticos, que a su vez, los recibieron de nosotros", dijo.

Otro ácaro relacionado, e igual de insidioso, puede conducir a las ardillas a la autodestrucción. En sus años de estudios de posgrado en la Universidad de Cornell, OConnor observó sarna debilitando a ardillas que caían de los árboles. Esa observación lo llevó a una encuesta informal para ver si las ardillas sarnosas también eran más propensas que las ardillas saludables para terminar siendo atropelladas en calles y carreteras. Lo eran, lo que sugiere que, ser torturadas por los ácaros, de alguna manera hacía de las ardillas menos expertas en esquivar los coches.

Fuente: Scary chupacabras monster is as much victim as villain

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Ciencia y tecnología. El humano ha modificado el cerebro del perro.

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El humano ha modificado el cerebro del perro

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Brain rotation, reorganisation

Por primera vez, los científicos han demostrado que la cría selectiva de perros domésticos es no sólo transformando radicalmente el modo mirar, pero los animales también está impulsando grandes cambios en el cerebro canino.
 
Los cerebros de muchas razas de perros de hocico corto han rotado hacia delante tanto como 15 grados, mientras que la región del cerebro controla el olor, fundamentalmente, ha trasladado, los investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad de Sydney han encontrado.

Las grandes variaciones en el tamaño y la forma del cráneo del perro seguir más de 12.000 años de cultivo para las características funcionales y estéticas.

El descubrimiento de esta reorganización dramática del cerebro canino plantea importantes cuestiones sobre los impactos en el comportamiento del perro.

La investigación se publica este mes en la Biblioteca Pública de Ciencias de la revista PLoS ONE.

Investigadores del Cerebro y Envejecimiento UNSW Programa de Investigación de la Universidad de Sydney y de la Facultad de Ciencias Veterinarias utilizado resonancia magnética (MRI) para examinar los cerebros de toda una gama de razas.

"Hemos encontrado correlaciones fuertes e independientes entre el tamaño y la forma del cráneo de un perro, y la rotación del cerebro y el posicionamiento del lóbulo olfativo", dijo el co-autor del estudio, el Dr. Michael Valenzuela, de la Escuela de Psiquiatría de la UNSW

"Como jefe de un perro o el cráneo forma se vuelve más plana - más pug-como - el cerebro rota hacia delante y el centro olor del cerebro se desplaza más abajo en la posición más baja en el cráneo", dijo el Dr. Valenzuela.

Ningún otro animal ha contado con el nivel de afecto humano y el compañerismo como el perro, ni sometido a una intervención sistémica y deliberada en su biología a través de la cría, señalan los autores. La diversidad sugiere un nivel único de la plasticidad en el genoma canino.

"Los caninos parecen ser increíblemente sensible a la intervención humana a través de la cría. Es asombroso que el cerebro de un perro puede adaptarse a tales diferencias grandes en la forma del cráneo a través de este tipo de cambios - es algo que no se ha documentado en otras especies", ha dicho el Dr. Valenzuela.

impactos sobre la salud de los trastornos específicos de la casta - como encefalitis del Pug y problemas de cadera en pastores alemanes - están bien documentados, sin embargo, hasta ahora poco se conocía acerca de los efectos de la intervención humana en los cerebros de los perros.

Co-autor del Profesor Paul McGreevy de la Universidad de Sydney señaló: "Creemos que los perros que viven en un mundo de olor - pero este hallazgo sugiere fuertemente que el mundo de un perro del olfato puede ser muy diferente de otro."

"El siguiente paso obvio es tratar de averiguar si estos cambios en la organización del cerebro también están vinculados a las diferencias sistemáticas en la función cerebral de los perros", dijo el Dr. Valenzuela.

Fuente: Dog brains in a spin

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Ciencia y tecnología. Los pájaros cantores se esfuerzan por renovar sus trinos

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Las estrategias de los pájaros cantores para modificar sus trinos

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Jóvenes pinzones machos bengalíes practican sus bulliciosos cantos de apareamiento cientos de veces al día, comparando su melodía con las canciones de sus tutores. En el momento en que son adultos, ellos se han concentrado en un tono de "éxito" de cada nota en su canción. Pero durante toda su vida dan un seguimiento continuo a sus tonos, trabajando para mantener en la superficie factores como el envejecimiento, los niveles hormonales, las lesiones musculares y la enfermedad.

En su estudio, los neurocientíficos de UCSF exploraron la forma en que los pájaros aprenden a perfeccionar y mantener su canción, un modelo de cómo se aprende –y podría volver a aprender– finas habilidades motoras cuando se proporcionan sólo sencillas señales de éxito o fracaso.

En una serie de experimentos, expusieron a los pájaros, al cantar, a un sonido, que no les gustaba, en el momento preciso en que se pronunciaba una nota o sílaba específica. Después de muchas exposiciones, las aves aprendieron a alterar el tono de la sílaba para evitar la réplica del sonido. Pero fue la forma en que lo hicieron, lo que fue notable.

Los pinzones aprendieron a modificar el tono de una sola nota, calculando el tono promedio de cientos que percibían como presentaciones exitosas de esa nota para evitar escuchar el sonido desagradable. El cálculo mental requiere que el cerebro de los pájaros recuerde cada pequeño cambio en el tono de una sola sílaba cantada, tal vez, 500 veces en un día.

"Nos quedamos muy sorprendidos de que su cerebro puede dirigir un cambio de comportamiento tan complejo con un tipo simple de computación", dijo el autor principal del artículo, Jonathan Charlesworth, un candidato de UCSF a doctorado en neurociencia en el laboratorio del autor principal, Michael Brainard, PhD, profesor asociado de la fisiología.

El hallazgo sugiere que "podría ser posible guiar, a un sistema nervioso dañado, hacia la recuperación, usando sólo un simple sistema computarizado automatizado que emita simples señales como instructivo", dijo Charlesworth. "Teniendo en cuenta que la norma promedio fue cierta, incluso para los detalles sutiles de la canción, una estrategia terapéutica automatizado podría ayudar a la gente a recuperar los intrincados detalles de las habilidades motoras finas como tocar el piano, la articulación del habla, o bailar."

“El fenómeno puede explicar cómo las personas aprenden a producir acentos o sutiles señales vocales y faciales: Una inclinación de la cabeza cuando no estamos de acuerdo frente a una leve inclinación de cabeza cuando estamos de acuerdo”, dijo Charlesworth.

La investigación se publicó como un adelanto en Internet el 30 de enero de 2011 por la revista Nature Neuroscience y aparecerán más adelante, además, en la impresión de la revista.

Para el estudio, los científicos desarrollaron un programa de informático que reconoce el tono de una sola sílaba cada vez que un pájaro cantaba. El equipo fue capaz de provocar una explosión corta, ligeramente perturbadora del sonido, en un momento específico dentro de esa nota, con una precisión de alrededor de 1/100 de segundo.

En una serie de experimentos, el programa de computadora emitió una breve ráfaga de sonido cada vez que el pájaro cantó la sílaba seleccionada en un tono por debajo de un umbral determinado. A lo largo de varios cientos de ensayos, las aves aprendieron a cambiar su tono lo suficiente como para evitar el ruido alrededor del 80 por ciento del tiempo. No todos los nuevos "éxitos" era iguales, no tienen que ser. Sólo tenían que estar por encima del umbral clave.

Los investigadores también presentaron los cantores con otros, la tarea más difícil. Se programó la computadora para medir el terreno de juego, tanto cerca del principio como el final de una sola sílaba. El equipo sólo ha disparado el ruido blanco después de la segunda medición, y, críticamente, sólo si el pájaro cantó la primera parte de la sílaba por debajo de un cierto umbral y la segunda parte por encima de un umbral similar.

Los científicos descubrieron que las aves aprendieron a evitar el ruido al hacer una más pronunciada "arremetida" del sonido, de partida inferior a la normal y terminarla por encima de lo normal. Se ha demostrado que las aves fueron capaces de hacer un seguimiento del terreno de juego, tanto en el comienzo como en el final de una sola sílaba por décima de segundo.

"Esta precisión confirma la opinión de que no se aprenden sólo en respuesta a estímulos externos, sino a través de la capacidad de variación en nuestras acciones", dijo Brainard. “El sistema nervioso”, dijo, “está en constante introducción de variaciones en nuestras acciones y prestando mucha atención a las consecuencias de las diferencias.”

"Incluso Michael Jordan fue incapaz de disparar tiros libres de la misma manera cada vez, pero, exhibiendo sutiles variaciones, sus diferentes tiros resultaron en canastas", dijo Charlesworth. "Esta variación, aunque causa ocasionalmente errores, puede ser productiva permitiendo aprender cuando hay cambios en nuestro cuerpo o el medio ambiente."

“Los experimentos indican”, dijo, que “incluso las muy sutiles variaciones que usted podría haber pensado que no eran importantes, tales como la molesta incapacidad para lanzar un dardo o romper un bastidor de billar de la misma manera cada vez, puede desempeñar un papel crucial en la formación de cómo aprendemos.”

“El desarrollo de un nuevo comportamiento es similar a la evolución darwiniana, pero en una escala de tiempo muy corto”, dijo Brainard. El pájaro se crea una reserva de comportamientos diferentes –análoga a la variación genética– en respuesta a los cambios en su entorno. El medio ambiente selecciona un comportamiento específico nuevo –el nuevo campo– desde el rango de variación disponible.

“Como resultado de la variación y la selección, el pájaro aprende a expresar un comportamiento adaptativo nuevo. El desarrollo de un nuevo comportamiento puede ser que no tenga ninguna ventaja adaptativa”, dijo el influyente científico del comportamiento BF Skinner, “se demostró hace décadas que las palomas, seleccionadas al azar y recompensadas ​​con comida, han aprendido a asociar dicha recompensa con lo que estaban haciendo en ese momento, por ejemplo, esponjar las plumas. A continuación, esponjaban las plumas con frecuencia”, dijo Brainard, “con la esperanza de convocar a una recompensa”.

Los investigadores planean ahora estudiar las regiones del cerebro del pájaro asociadas con el aprendizaje de la canción, con la esperanza de encontrar cómo las neuronas generan variación en el comportamiento y hacer un seguimiento preciso de los resultados, así como deducir el cálculo promedio que subyace en el aprendizaje.

Los co-autores del artículo son Evren Tumer, PhD, un científico postdoctoral en el laboratorio de Brainard en el momento de la investigación, y Timothy Warren, un candidato doctoral en el laboratorio.
El apoyo financiero a esta investigación provino de the National Institutes of Health and the National Science Foundation.

Fuente: Songbird's Strategy for Changing Its Tune Could Inform Rehab Efforts

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Ciencia y tecnología. Más nítido que el Hubble

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Más nítido que el Hubble

 

(Foto: Colaboración LBT / R. Cerisola)

La próxima generación de óptica adaptativa ha llegado al Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona, proporcionando a los astrónomos un nuevo nivel de nitidez de imagen nunca antes vista. Desarrollado en una colaboración entre el Observatorio de Arcetri, Italia, el Istituto Nazionale di Astrofísica (INAF) y el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, esta tecnología representa un avance notable para la astronomía.

El LBT, con sus dos espejos de 8.4 metros, es el mayor telescopio óptico en el mundo. El telescopio es una colaboración entre las instituciones de los EE.UU., Italia y Alemania. El 25% de la participación de Alemania está representado por la Sociedad Max-Planck, el Instituto Astrofísico de Potsdam y la Universidad de Heidelberg. La cámara de pruebas para las imágenes de muestran fue desarrollado por el INAF y el Instituto Max-Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg.

Hasta hace relativamente poco, los telescopios asentados ​​en tierra tenía que vivir con la distorsión del frente de onda causada por la atmósfera de la Tierra, que significativamente deforman las imágenes de los objetos distantes (por eso las estrellas parecen centellear al ojo humano). Si bien ha habido avances en la tecnología de óptica adaptativa para corregir la atmósfera borrosa, el innovador sistema de LBT realmente lleva este concepto a un nivel completamente nuevo.

Pruebas a cúpula cerrada iniciaron el 12 de mayo de 2010 y pruebas a cielo abierto todas las noches desde el 25 de mayo, el astrónomo Simone Esposito y su equipo INAF probaron el nuevo dispositivo, consiguiendo resultados excepcionales. El sistema de óptica adaptativa LBT, llamado Sistema de Óptica Adaptativa Primera Luz (First Light Adaptive Optics system [FLAO]), inmediatamente ha superado a todos los otros sistemas similares ofreciendo una calidad de imagen tres veces más nítidas que el Telescopio Espacial Hubble usando sólo uno de los dos espejos de 8.4 metros. Tan pronto como la óptica adaptativa se activa en ambos espejos y la luz es combina adecuadamente. Se espera que el LBT logre imágenes diez veces más nítidas que las del Hubble.

"Este es un momento increíblemente emocionante ver cómo, este nuevo sistema de óptica adaptativa, nos permite lograr nuestro potencial como el telescopio óptico más poderoso del mundo", dijo Richard Green, director del LBT. "Los resultados muestran que el éxito de la próxima generación de la astronomía ha llegado, mientras proporciona una idea del impresionante potencial el LBT, y de lo que será capaz de en los próximos años."

La unidad de medida, de la perfección de la calidad de imagen, que se conoce como la relación Strehl, tiene una proporción de 100%, equivalente a una imagen absolutamente perfecta. Sin óptica adaptativa, la relación de los telescopios asentados ​​en tierra es inferior al 1 por ciento. Los sistemas de óptica adaptativa en otros grandes telescopios de hoy mejoran la calidad de imagen entre un 30 por ciento y un 50 por ciento en las longitudes de onda del infrarrojo cercano, donde la prueba se llevó a cabo.

En la fase de prueba inicial, el sistema adaptativo de óptica LBT ha sido capaz de alcanzar proporciones sin precedentes del Cociente de Strehl (*) de 60 a 80 por ciento, una mejora de casi dos tercios en la nitidez de imagen con respecto a otros sistemas existentes. Los resultados superaron todas las expectativas y fueron tan precisos que el equipo de pruebas tuvo dificultades para creer en sus resultados. Sin embargo, la prueba ha seguido desde que el sistema se puso por primera vez en el cielo el 25 de mayo de 2010, la óptica adaptativa del LBT ha funcionado perfectamente y ha alcanzado cocientes de Strehl pico de 82 a 84 por ciento.

"Los resultados de la primera noche fueron tan extraordinarios que pensamos que podría ser una casualidad, pero todas las noches desde entonces, la óptica adaptativa ha seguido superando todas las expectativas. Estos resultados se lograron utilizando sólo uno de los espejos de LBT. Imagine el potencial cuando se use la óptica adaptativa con los dos ojos gigantes de LBT.” dijo Simone Esposito, líder del equipo de pruebas INAF.

El desarrollo del sistema de óptica adaptativa LBT tardó más de una década a través de una colaboración internacional. INAF, en particular, el Observatorio de Arcetri, concibió el diseño de instrumentos LBT y desarrolló el sistema electro-mecánico, mientras que el Laboratorio de Espejos de la Universidad de Arizona creó los elementos ópticos, y las empresas italianas e internacionales Microgate ADS diseñaron varios de sus componentes. Un sistema prototipo fue instalado previamente en el Telescopio de Espejos Múltiples (MMT) en el monte Hopkins, Arizona. El sistema de MMT utiliza aproximadamente la mitad del número de interruptores que la versión final del LBT, pero fue suficiente para demostrar la viabilidad del diseño. La prueba de la cámara infrarroja del LBT, que produce las imágenes de acompañamiento, fue un desarrollo conjunto del INAF, Bolonia y MPIA la de Heidelberg.

"Este ha sido un tremendo éxito para INAF y todos los socios del LBT", dijo Piero Salinari, Director de Investigación del Observatorio de Arcetri, INAF. "Después de más de una década de tanto esmero y esfuerzo dedicado a este proyecto, es realmente gratificante ver que tenga un éxito tan asombroso."

Este gran éxito se logró a través de la combinación de varias tecnologías innovadoras. El primero es el espejo secundario, que fue diseñado desde el principio para ser un componente principal de la LBT en lugar de un elemento adicional como en otros telescopios. El espejo secundario cóncavo es de 0.91 metros de diámetro (3 pies) y sólo 1.6 milímetros de espesor. El espejo es tan delgado y flexible que puede ser fácilmente manipulado por los operadores empujando 672 pequeños imanes pegados a la parte trasera del espejo, una configuración que ofrece una mayor flexibilidad y precisión que los sistemas anteriores en otros telescopios. Un innovador sensor "pirámide" detecta las distorsiones atmosféricas y manipula el espejo en tiempo real para cancelar el desarreglo, permitiendo que el telescopio pueda ver, literalmente, tan claramente como si no hubiera atmósfera. Increíblemente, el espejo es capaz de hacer ajustes cada milésima de segundo, con una precisión mejor que diez nanómetros (un nanómetro es la millonésima parte del tamaño de un milímetro).


(*) El Cociente de Strehl o Relación Strehl, llamado así por el físico y matemático alemán Karl Strehl (1864-1940), es una medida de la calidad óptica de los telescopios y otros instrumentos de proyección de imagen. Se define como el cociente entre la intensidad máxima observada en el plano de detección desde un punto fuente comparado con la intensidad teórica pico máxima de un sistema de imágenes perfectas funcionando al límite de la difracción. Esto está estrechamente relacionado con los criterios de agudeza para la óptica definida por Karl Strehl

Fuente: Sharper than hubble


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Ciencia y tecnología. Planetas que flotan solos en la oscuridad del universo

Por: Valram.
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Planetas huérfanos, sin estrella madre

Esta concepción artística muestra un planeta similar a Júpiter, solo, en la oscuridad del espacio, flotando libremente, huérfano, sin estrella madre. Recientemente, los astrónomos descubrieron evidencia de 10 mundos solitarios, que se cree han sido "arrancados", o proyectados, desde el seno de sus sistemas solares. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech Ver imagen completa y animación.

PASADENA, California - Los astrónomos, incluyendo un miembro del equipo financiado por la NASA, han descubierto una nueva clase de planetas del tamaño de Júpiter flotando sola en la oscuridad del espacio, lejos de la luz de una estrella. El equipo cree que estos mundos solitarios fueron probablemente expulsados de sistemas planetarios en desarrollo.

El descubrimiento se basa en un escaneo conjunto entre Japón y Nueva Zelanda del centro de la Vía Láctea durante los años 2006 y 2007, revelando la evidencia para un máximo de 10 planetas de una masa aproximada a la de Júpiter, que flotan libremente en el espacio interestelar. Los mundos aislados, también conocidos como planetas huérfanos, son difíciles de detectar, y había pasado inadvertida hasta ahora. Los planetas recién descubiertos se encuentran a una distancia media aproximada de 10,000 a 20,000 años luz de la Tierra.

"A pesar de que los planetas, que flotan libremente, se habían previsto, finalmente se han detectado, sosteniendo importantes implicaciones para la explicación de la formación de planetas y los modelos de la evolución", dijo Mario Pérez, científico del programa de exoplanetas en la Sede de la NASA en Washington.

El descubrimiento indica que hay muchos más planetas de la masa de Júpiter que flotan libremente, sin ser vistos. El equipo estima que hay aproximadamente el doble de de estos planetas que estrellas. Además, estos mundos se cree que son al menos tan comunes como los planetas que orbitan estrellas. Estos podrían sumarse en centenares de miles de millones de planetas solitarios, solo en nuestra Vía Láctea.

"Nuestro estudio es como un censo de población", dijo David Bennett, la NASA y una Fundación Nacional de Ciencias financiado por el coautor del estudio de la Universidad de Notre Dame en South Bend, Indiana "Tomamos muestras de una parte de la galaxia, y sobre la base de estos datos, se puede calcular el número total de la galaxia."

El estudio, dirigido por Takahiro Sumi de la Universidad de Osaka en Japón, aparece en la edición del 19 de mayo de la revista Nature.

La encuesta no es sensible a los planetas más pequeños que Júpiter y Saturno, pero las teorías sugieren que los planetas de menor masa, como la Tierra, deben ser expulsados ​​de sus estrellas más a menudo. Como resultado, se piensa que serían más comunes que los de tamaño de Júpiter.

Las observaciones previas percibieron un puñado de flotación libre, objetos como planetas dentro de los grupos estelares en formación, con masas de tres veces la de Júpiter. Pero los científicos sospechan que los cuerpos gaseosos forman más estrellas que planetas. Estos mundos pequeños, débiles, llamados enanas marrones, crecen desde el colapso de las bolas de gas y polvo, pero carecen de la masa suficiente para encender su combustible nuclear y brillan con la luz de las estrellas. Se cree que las enanas marrones más pequeñas son aproximadamente del tamaño de los planetas grandes.

Por otra parte, es probable que algunos planetas sean expulsados ​​de sus sistemas en etapas tempranas, en la turbulencia de la energía solar, debido a estrechos encuentros gravitacionales con otros planetas o estrellas. Sin una estrella a la cual circular, estos planetas se mueven a través de la galaxia como lo hacen nuestro Sol y otras estrellas, en órbitas estables alrededor del centro de la galaxia. El descubrimiento de 10 Júpiter de flotación libre admite el escenario de la expulsión, aunque es posible que ambos mecanismos estén en juego.

"Si los planetas flotantes se formaran como las estrellas, entonces tendríamos que esperar ver sólo uno o dos de ellos en nuestra encuesta en lugar de 10", dijo Bennett. "Nuestros resultados sugieren que los sistemas planetarios a menudo se vuelven inestables, expulsando planetas de sus lugares de nacimiento."

Las observaciones no pueden descartar la posibilidad de que algunos de estos planetas pueden tener órbitas muy distantes alrededor de sus estrellas madre, pero las investigaciones indican que planetas con la masa de Júpiter en órbitas tan distantes son raros.

El estudio, utilizando las Observaciones de Microlente en Astrofísica (MOA: Microlensing Observations in Astrophysics), igual que el ave gigante sin alas extinta de Nueva Zelanda llamada moa. Con un telescopio de 5.9 pies (1.8 metros) en el Monte John Observatorio de la Universidad de Nueva Zelanda se utiliza para explorar, regularmente, las abundantes estrellas en el centro de nuestra galaxia, buscando eventos de microlente gravitatorios. Esto ocurre cuando algo, como una estrella o un planeta, pasa por delante de otra estrella más lejana. La gravedad del cuerpo que pasa al frente deforma la luz de la estrella de fondo, causando una amplificación y haciéndola más brillante. Entre más pesados son los cuerpos ​​que pasan, curvan la luz de la estrella de fondo en mayor medida, avivando los acontecimientos que pueden durar semanas. Cuando los cuerpos que pasan son de tamaño pequeño, como planetas, provocan una menor distorsión de la luz, y aclaran una estrella en menor medida y por sólo unos pocos días.

Un segundo grupo de estudios con micro-lente, el Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), contribuyen a este descubrimiento con un telescopio de 4.2 pies (1.3 metros) en Chile. El grupo de OGLE también observa muchos de los mismos hechos, y sus observaciones confirman de forma independiente el análisis del grupo de MOA.

Fuente: Free-Floating Planets May be More Common Than Stars (May 18, 2011) (http://planetquest.jpl.nasa.gov/news/freePlanet.cfm)

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