El cartílago tiene una capacidad limitada para autocurarse, por lo que la pérdida o daño del tejido de protección es un problema importante para la salud. Muchos laboratorios de investigación han desarrollado materiales que imitan las propiedades del cartílago, así como estructuras en las que se pueden sembrar condrocitos fuera del cuerpo para ser posteriormente implantadas en el sitio en el que se ha producido la perdida del cartílago. Pero uno de los problemas es conseguir que un cartílago natural del paciente, un material esponjoso y más bien inerte que carece de un suministro sanguíneo propio, se una e integre con el implante.

Para construir una superficie más compatible con las células, el equipo de Webster utilizó nanotubos de carbono, que tienen una superficie áspera y, además, conducen la electricidad. Los investigadores mezclaron los nanotubos en láminas de policarbonato- uretano, un polímero aprobado por la FDA. Cuando cultivaron los condrocitos sobre estas láminas, las células se desarrollaron más en la superficie áspera que en una suave de policarbonato.

Las células se desarrollaron más rápido aún cuando se estimularon eléctricamente los nanotubos, aunque el motivo todavía no está claro. “La mayoría creen que se produce cambiando el potencial de membrana de las células”, señala Webster, quien incrementaría el número de iones calcio (importante indicador celular) que fluyen hacia la célula.

¿Por qué a las células les gustan las superficies ásperas? Webster cree que las nanoestructuras modifican las propiedades de superficie de un material, ayudándole a atraer las proteínas a las que se pegan las células. Una empresa de reciente creación, llamada Nanovis se ha hecho con la licencia y espera realizar pronto ensayos con humanos. El equipo de Webster ha demostrado también que las células del tejido vascular se adhieren mejor a superficies nanotexturizadas, algo que se podría utilizar para diseñar mejores endoprótesis vasculares. Para ello, considera que se podrían incorporar nanotubos de carbono a los materiales utilizados en la fabricación de implantes de cartílago.

Fuente: Technology Review

Los infartos se suelen diagnosticar por medio de los biomarcadores en sangre, junto con electrocardiogramas, pero los ECG todavía pasan por alto un gran número de infartos, especialmente los que presentan síntomas menores o atípicos, señala Denis Buxton, médico y jefe del departamento de cirugía y tecnologías avanzadas del NIH; según el, el 25% de los infartos no suelen ser detectados por un ECG en una ambulancia y aunque un análisis de sangre realizado en el hospital aumenta la precisión del diagnóstico, este tipo de prueba requiere tiempo para extraer y analizar la sangre.

Los biomarcadores son más difíciles de detectar en la saliva que en la sangre, por lo que los investigadores tuvieron que desarrollar unos análisis de proteínas más sensibles.

Intentamos resolver el problema de los infartos que no son detectados pro el ECG, señala McDevitt, quien añade que el primer paso sería incorporar el test de saliva en las ambulancias, donde el analizador estaría junto al ECG para poder realizar ambas pruebas a la vez. “La combinación de ambos es lo que finalmente diagnosticará al paciente con mayor precisión”, añade McDevitt.

De momento, el dispositivo de McDevitt ha sido probado en 59 pacientes, de los cuales 29 fueron víctimas de un infarto. Utilizando solo el ECG, los investigadores detectaron tan solo el 67% de los infartos, mientras que utilizando juntos el ECG y el test de saliva lograron identificar el 97%, señaló McDevitt.

Fuente: Technology Review

Nuevo sistema de purificación de agua

La mayoría de las tecnologías de filtración de aguas requieren mucha energía para impulsar el agua a través de unas membranas que, finalmente, se acaban manchando y deben ser reemplazadas. Ambos factores hacen que la filtración de aguas resulte demasiado costosa para la mayoría de las aplicaciones.

Ahora investigadores del Centro de Investigación de Palo Alto (PARC, por sus siglas en inglés) han logrado superar estas dificultades incorporando conceptos científicos de la física de los movimientos de las partículas de los toner en un dispositivo de filtración de aguas de bajo consumo que no utiliza membranas.

Son buenas noticias para el incipiente espectro de filtración de agua salobre que amenaza gran parte del mundo en vías de desarrollo e incluso algunas zonas de los países desarrollados con escasez de agua. En el pasado, sin embargo, el factor económico ha sido el principal escollo para la creación de sistemas de tratamiento de aguas asequibles.

Los investigadores del PARC llaman a su dispositivo concentrador de espiral. Se trata de un trozo de tubo plástico, de 50cm de largo y un milímetro de diámetro, con forma de espiral. A medida que se bombea el agua desde un extremo del dispositivo, las partículas que están en el agua son presionadas contra las paredes del tubo. Las partículas del tamaño de una micra son separadas por fuerza centrífuga y llevadas lejos del agua limpia por medio de horquillas divergentes en el concentrador en espiral.

La ventaja de este enfoque es que no requiere tanta energía como hacer pasar agua contaminada a través de una membrana. Estas membranas suelen estar construidas de resina y cuentan con muchos agujeros diminutos perforados en ellas, que pueden ser de entre unos cuantos micrómetros a unos cuantos nanómetros.

La innovación del PARC proviene de un proyecto de investigación anterior contratado por el ejército estadounidense. El objetivo era diseñar un dispositivo para concentrar peligros biológicos como el ántrax concentrando unas cuantas partes por litro de contaminantes, de modo que el sensor pudiera detectar su presencia.

Los investigadores del PARC tienen mucha experiencia en el estudio de la física de partículas. El toner de las fotocopiadoras está hecho de partículas en miniatura cargadas de electrones. Entender la física de cómo estas partículas cargadas se mueven tanto en aire como en líquido ha sido un área fundamental de investigación del PARC. Las lecciones aprendidas con el toner de partículas se usaron en el sistema de detección de agentes biológicos y el purificador de agua del PARC.

El purificador requiere una velocidad de caudal de agua constante, de modo que los movimientos de las partículas se ajusten a unos patrones previstos. Ese caudal de agua se puede lograr con una bomba de bajo consumo que puede funcionar con un panel de células solares.

Fuente: Technology Review

De los aproximadamente 40.000 pacientes que se someten a un trasplante de córnea en los EEUU cada año, la amplia mayoría recibe una córnea de un donante humano. Sin embargo, aunque la cirugía tiene un elevado índice de éxito, la cantidad de tejido donado es limitada y las listas de espera son largas.

Para resolver este problema, los investigadores han estado desarrollando córneas artificiales utilizando materiales sintéticos. La que más éxito ha tenido hasta la fecha es la queratoprótesis Dolhman-Doane, que fue aprobada por la FDA y ya ha sido utilizada en cientos de pacientes. Consiste en un núcleo de plástico duro transparente rodeado de tejido de un donante humano para ayudar a unir la córnea al ojo.

Sin embargo, este implante suele producir infecciones y otras complicaciones, por lo que los pacientes deben tomar antibióticos el resto de su vida. Por ello, la córnea artificial se utiliza sólo como última opción en pacientes que han rechazado ya varios trasplantes de tejido natural de donantes o que no son aptos para una cirugía de transplante de este tipo.

En lugar de utilizar plástico duro, el ingeniero químico de la Universidad de Stanford Curtis Frank y su antiguo alumno David Myung han creado una córnea artificial basada en un suave hidrogel. El gel rico en agua consiste en una malla de dos redes poliméricas. La primera red está hecha de polietileno glicol y la segunda de ácido poliacrílico. “Es como intentar rellenar los agujeros de una esponja con otro material”, señala Frank. “No puedes separar uno de otro. Se entrelazan de manera inextricable”.

El material transparente resultante es mecánicamente robusto, a pesar de ser 80% agua. Su elevado contenido en agua, explica el oftalmólogo de Stanford Christopher Ta, es fundamental para permitir que la glucosa y otros nutrientes pasen a través de la córnea y fomenten el desarrollo de células epiteliales sobre la superficie del implante. “Creemos que esto es importante para minimizar los riesgos de infección”, señala Ta. “En la córnea natural, la capa epitelial es muy importante para la protección”.

Fuente: Technology Review

Lecture Browser

Según este artículo de Technology Review, investigadores del MIT han desarrollado una herramienta de búsqueda en audio y vídeo que resuelve uno de los principales problemas de este campo: cómo dividir una extensa clase académica en trozos manejables, precisar la localización de palabras clave y dirigir a los usuarios hacia ellas. El nuevo sitio Web Lecture Browser del MIT, ofrece al público un acceso detallado a más de 200 clases disponibles públicamente a través de la iniciativa OpenCourseWare de la Universidad. Este motor de búsqueda parte de décadas de investigación de reconocimiento por voz del MIT y otras instituciones para convertir el audio en texto y permitir las búsquedas en él.

El Lecture Browser ha surgido en un momento en el que cada vez más universidades están publicando en línea vídeos y podcasts de sus clases. Aunque su contenido puede ser muy útil, localizar una información específica dentro de las clases resulta complicado y en ocasiones frustrante para los alumnos, acostumbrados a encontrar lo que necesitan en menos de un segundo con Google.

“Constituye uno de los principales problemas de las universidades de todo el país”, señala Jim Glass, investigador del MIT. “Es un verdadero reto saber cómo difundirlas y facilitar el acceso de los estudiantes a partes concretas de la clase en las que puedan estar interesados”.

Los elementos fundamentales del Lecture Browser han rondado durante más de 30 años por los laboratorios de investigación del MIT y otros lugares, como BBN Technologies, Carnegie Mellon, SRI International o la Universidad de California del Sur. Sus iniciativas han dado lugar a un software que, finalmente, es lo suficientemente bueno como para guiar a una persona promedio, señala Premkumar Natarajan, científico de BBN.

Unas cuantas compañías, como los motores de búsqueda de audio y vídeo en línea Blinkx y EveryZing, están utilizando ya el software que convierte el audio en texto buscable, pero los investigadores del MIT se encontraron con algunos problemas concretos a la hora de utilizarlo para clases académicas. Por una parte, el inglés no es la lengua materna de muchos de los oradores, lo que dificulta la labor de los sistemas de trascripción automática entrenados para trabajar con acentos estadounidenses. Por otra, las palabras que predominan en las clases científicas pueden ser a menudo poco conocidas. Por último, señala Regina Barzilay, profesora de informática en el MIT, las clases suelen tener una estructura muy poco discernible, por lo que resulta difícil dividirlas y organizar su contenido para facilitar la búsqueda.

Para resolver estos problemas, los investigadores configuraron, en primer lugar, el software que convierte el audio en texto. Entrenaron el software para entender acentos determinados utilizando transcripciones precisas de trozos cortos de grabaciones de audio. Para ayudar al software a identificar palabras poco comunes, los investigadores le proporcionaron datos adicionales, como textos de libros y clases, que ayudan al software a transcribir de forma precisa cuatro de cada cinco palabras. No obstante, si el sistema se utiliza con una persona cuya lengua materna no es el inglés y para cuyo acento y vocabulario el sistema no ha sido entrenado, la precisión puede descender a un 50% (una precisión tan baja no sería útil para realizar una trascripción, pero sí para una búsqueda de palabras clave).

Con software Magitti se ha creado un teléfono capaz de dar consejos.

Según un artículo publicado en Technology Review, investigadores del Palo Alto Research Center (PARC) han desarrollado un software basado en inteligencia artificial que convierte el teléfono en un atento asistente personal que ayuda a los usuarios a encontrar cosas que hacer.

El software, llamado Magitti, utiliza una serie de datos, como la hora del día, el lugar donde se encuentra la persona, sus comportamientos anteriores e incluso sus mensajes de texto, para deducir sus intereses y ofrecer un listado de sugerencias, entre las que se incluyen conciertos, películas, librerías y restaurantes.

Cuando una persona abre un teléfono con Magitti, verá al instante una lista de recomendaciones: si es mediodía, el software sugerirá una serie de restaurantes locales; si es por la tarde, recomendará alguna tienda cercana para ir de compras; y si es de noche, un listado de pubs. Con el tiempo, a medida que Magitti vaya conociendo más acerca del comportamiento y las preferencias del usuario, sus sugerencias irán cambiando.

El software de PARC, desarrollado por la empresa japonesa Dai Nippon Printing, es otro ejemplo de la creciente tendencia a añadir inteligencia a los dispositivos de mano. Empresas como Microsoft, Intel o Nokia, y universidades como el MIT, tienen equipos que están investigando las aplicaciones de este tipo de software.
Según Kurt Partridge, investigador del PARC, Magitti obtiene información GPS del teléfono, así como de los mensajes de texto y de los eventos almacenados en el calendario, y los sube a un servidor, junto con los términos de las búsquedas del usuario.

La idea de almacenar información personal aviva el debate sobre la privacidad que últimamente rodea a todas las nuevas tecnologías basadas en la localización y el contexto, de ahí que el PARC haya decidido conservar los mensajes de texto tan solo durante un breve período de tiempo. No obstante, Victoria Bellotti, investigadora senior del PARC cree que la gente acabará aceptando estos modelos de localización si obtienen un gran beneficio a cambio. “Cuando se den cuenta de que no pasa nada malo, empezarán a sentirse más cómodos”, añade Bellotti.

Magitti se probará con jóvenes adultos en Tokio, en la próxima primavera y en función del éxito que obtenga se podría lanzar en otros países.

Los ingenieros de esta empresa tienen grandes planes para los videojuegos y los juguetes capaces de leer las ondas cerebrales, que según ellos podrían revolucionar la forma de jugar de la gente.

La tecnología de NeuroSky y de otras empresas emergentes podría hacer que los videojuegos fuesen mentalmente más reales y estimulantes e, incluso, llegar a permitir que los usuarios puedan controlar los personajes de los videojuegos o los avatares de mundos virtuales con la mente.

El prototipo de NeuroSky mide la actividad cerebral de base de una persona, calculando su grado de concentración, relajación y ansiedad en una escala de 1 a 100. Se trata de una tecnología similar a la empleada por los atletas profesionales para obtener el mejor rendimiento.

Los que respaldan este tipo de juegos, que se espera salgan al mercado a finales de este año, destacan que pueden impulsar la concentración mental y, por tanto, podrían ayudar a niños con TDHA (trastorno por déficit de atención e hiperactividad), autismo o trastornos del estado de ánimo. Sin embargo, la investigación científica al respecto es más bien escasa.

Por otra parte, se desconoce si los consumidores querrán unos juegos que requieren un esfuerzo mental.

La base de la mayoría de estos juegos es la electroencefalografía o EEG, es decir, la medición de la actividad eléctrica del cerebro por medio de electrodos colocados sobre el cuero cabelludo. Esta tecnología siempre ha sido muy cara, pero actualmente el precio y tamaño de este tipo de hardware está bajando. Los sensores de NeuroSky no requieren gel, son del tamaño de una uña y un dispositivo con este tipo de sensores se podría vender por a penas 20 dólares (unos 15 euros), señala Stanley Yang, CEO de NeuroSky.

Investigadores de NeuroSky y de otras empresas emergentes están construyendo también prototipos basados en la electromiografía (EMG), que registra los movimientos nerviosos y otros movimientos musculares; y en electrooculografía (EOG), que mide los cambios en la retina.

Fuente: CNN

Uno de los aspectos más intrigantes del cerebro y que ha fascinado a los neurocientíficos durante décadas es su capacidad para formar recuerdos, que parece estar alojada en el hipocampo. El estudio de las neuronas en esta y otras partes del cerebro a arrojado alguna luz sobre el modo en que se forman de los recuerdos: las neuronas codifican la información en forma de impulsos electrónicos que transmiten a otras neuronas; cuando dos neuronas en contacto se encienden repetidas veces de forma consecutiva, la conexión entre ambas se refuerza y el encendido de la primera ayuda a disparar el encendido de la otra. Cuando este proceso, conocido como aprendizaje de Hebbian, tiene lugar en múltiples células vecinas, origina redes de conexiones entre diferentes neuronas que codifican y relacionan la información.

Para entender mejor su funcionamiento, Boahen y el alumno de postgrado John Arthur desarrollaron un chip basado en una capa del hipocampo conocida como CA3, donde se cree que se origina la memoria. Según Boahen, cada célula modelo del chip está formada por un grupo de transistores diseñados para imitar la actividad cerebral de una neurona. Las células de silicio están organizadas en un matriz de 32×32, y cada una de ellas ha sido programada para conectarse débilmente a 21 células vecinas.

Sin embargo, Boahen añade que el chip puede modificar la fuerza de estas conexiones, imitando lo que sucede con las neuronas durante el aprendizaje de Hebbian. Las células de silicio detectan cuándo se encienden las células próximas a ellas y si una célula se enciende justo antes que su vecina, la conexión programada entre ambas se refuerza.

Para demostrar la capacidad del chip para recordar, Arthur envió señales eléctricas al chip desde su portátil y registró en este la respuesta de las neuronas de silicio del chip. Varias veces disparó únicamente la actividad de las neuronas que formaban una U, lo que gradualmente reforzó las conexiones entre estas neuronas. El chip “aprendió” el patrón y cuando, posteriormente, Arthur disparó solo la actividad de las neuronas del extremo superior izquierdo de la U, el chip recreó a la perfección el resto del patrón.

Los investigadores de Stanford planean ahora añadir circuitos al chip para modelar también otra capa del hipocampo conocida como giro dentado, esperando poder establecer recuerdos aún más complejos. Además, pretenden desarrollar otros chips neuromórficos para crear un modelo del córtex, cuya primera generación consistirá en un circuito de 16 chips, cada uno de ellos con una matriz de neuronas de silicio de 256×256. Con ello, Boahen espera poder llegar a desarrollar finalmente prótesis neurales como, por ejemplo, una retina artificial.

Fuente: Technology Review

Según un artículo publicado en Medical News Today, Audrius Brazdeikis, profesor ayudante de física del College of Natural Sciences and Mathematics de la Universidad de Houston, y Quentin Pankhurst, profesor de física del University College of London (UCL), han desarrollado un nuevo procedimiento de detección que combina la nanotecnología y la detección magnética avanzada basada en superconductores de alta temperatura. Su innovación permitirá a los cirujanos localizar con mayor eficacia el nódulo linfático centinela –el primero al que se drenarán las células metastásicas de un tumor.

Los investigadores han fabricado una sonda magnética ultrasensible que permite detectar minúsculos campos magnéticos en el cuerpo a modo de magnetómetro (instrumento utilizado para seguir la presencia de nanopartículas magnéticas introducidas clínicamente. Durante la operación de cáncer de pecho, el cirujano inyectará en el tumor o en los tejidos colindantes un tinte de nanopartículas magnéticas, aprobado como agente de contraste por la FDA.

Un cirujano sostiene la sonda, que incorpora dos sets of coils conectados a un sensor. Un set of coils magnetiza las partículas y el otro detecta la respuesta magnética de dichas partículas. El sensor, conocido como HTS SQUID (o dispositivo superconductor de interferencias cuánticas a alta temperatura), se coloca en un vaso criogénico y se sumerge en nitrógeno líquido, lo que lo enfría a 77º K, el equivalente a -320,5º F. El sistema utiliza dispositivos electrónicos con especificaciones especiales y un ordenador portátil con un programa que proporciona al cirujano feedback visual y de audio mientras realiza el seguimiento de las nanopartículas en le interior del cuerpo.

Tras recibir una beca del Ministerio de Comercio e Industria del Reino Unido de 250.000 dólares para investigar desde el 2004 al 2006 dentro del marco de la iniciativa de colaboración en biociencia conocida como UK-Texas Bioscience Collaboration Initiative, Brazdeikis y Pankhurst tuvieron que construir un dispositivo y demostrar que funcionaba. A partir de entonces, un comité ético del Reino Unido ha aprobado el uso de este procedimiento de detección en un ensayo clínico de mujeres que se someterán a una operación de cáncer de pecho en el University College Hospital, de Londres.

El Dr. Michael Douek, cirujano especializado en cirujía de pecho y profesor del UCL, está supervisando el ensayo. Según Douek, que hace poco que visitó Houston para preparar el ensayo, el comité ético ha autorizado el uso de la sonda en 10 operaciones, cifra que se podría ampliar a 100 tras revisar los resultados de las 10 primeras. Los investigadores esperan iniciar también ensayos clínicos en Japón y Europa antes de finales del 2007.

La práctica actual requiere que el paciente con cáncer de pecho reciba dos inyecciones, una de un isótopo radioactivo y otra de un tinte azul, durante el preoperatorio (de 8 a 12 horas antes de la operación), siendo necesaria habitualmente la hospitalización la noche anterior a la operación. Posteriormente, en el quirófano, el cirujano utiliza una sonda gamma de mano para localizar, mediante la observación del tinte, el nódulo linfático con el nivel más elevado de radioactividad.

La nueva tecnología, en cambio, permite al cirujano administrar una sola inyección, la del tinte magnético, que tarda apenas unos 10-15 minutos en hacer efecto; y elimina la necesidad de un profesional de medicina nuclear para inyectar el material radioactivo. De este modo, no es necesaria la hospitalización del paciente mientras espera y se evita una exposición innecesaria del paciente y el cirujano a la radioactividad.

Según sus desarrolladores, esta tecnología se podría utilizar en la estadificación y tratamiento de otros cánceres, incluido el de pulmón y el de próstata, pero adaptando el instrumento a cada tipo de cirugía.

Fuente: Medical News Today

(NC&T) Para ver un ejemplo de cómo funciona el nuevo pupitre utilice el siguiente vínculo:

http://smart.dur.ac.uk/index.php?n=Main.MultitouchPage

En su investigación, el equipo comenzó por observar cómo estudiantes y profesores interactúan en las clases y cómo la Tecnología de Información y Comunicaciones (TIC) podría mejorar la colaboración. Después comenzaron a diseñar una solución consistente en un aula interactiva llamada “SynergyNet”, que refleja la aspiración del TEL de lograr la participación y el aprendizaje activos de los estudiantes a través del intercambio, la resolución de problemas y la creación.

El equipo ha iniciado colaboraciones con fabricantes para diseñar software, y pupitres que reconocen múltiples contactos táctiles en el área del escritorio, utilizando sistemas de visión que pueden ver luz infrarroja.

SynergyNet integrará la TIC en la estructura del aula. El nuevo pupitre con una superficie multitáctil será el componente central; los pupitres estarán conectados en red y enlazados con una pizarra interactiva que ofrece nuevas oportunidades para la enseñanza y la colaboración.

Varios estudiantes serán capaces de trabajar juntos en un pupitre ya que éste permite contactos simultáneos de múltiples usuarios con la pantalla utilizando los dedos o lápices. Los investigadores de la Universidad de Durham desean crear una “forma natural” en la que los estudiantes utilicen los ordenadores en las clases. El sistema promueve la colaboración entre estudiantes y profesores, y se aparta del aprendizaje centrado exclusivamente en el profesor.

Liz Burd, Directora de Aprendizaje Activo en Computación, en la citada universidad, cree que dentro de diez años estos pupitres interactivos ya no serán una rareza dentro de la enseñanza. “Las Tecnologías de la Información en las escuelas presentan una perspectiva fascinante; nuestro sistema es muy similar al tipo de interfaz futurista mostrado en la serie televisiva Star Trek”, comenta Burd.

El sistema también permitirá que una mayor cantidad de estudiantes discapacitados participen en las lecciones y permitirá un aprendizaje más personalizado.

Después de que se compruebe el sistema con estudiantes de todas las edades, el software pasará a estar disponible para las escuelas de forma gratuita como código abierto.

Carl Stiansen
Gran Bretaña
E-mail: media.relations@durham.ac.uk
Tel.: 44-191-334-6075

Para saber más:
http://www.scitech-news.com/ssn/index.php?option=com_content&view=articl…