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Año 17 · No. 1 · Revista de Investigación Científica del Colegio Teresiano América de Puebla<br />
H o r m i g a s<br />
z o m b i e<br />
MI1MA5MO7<br />
Edición<br />
Especial Especial Especial
ÍNDICE<br />
Antes de empezar<br />
Lo más curioso<br />
¿Qué día es hoy?<br />
El nuevo método para<br />
operar corazones<br />
Ctrl+C y Ctrl+V:<br />
La nueva técnica de<br />
edición genómica<br />
Súper bacterias<br />
Entrena tu mente<br />
Attoquímica, la<br />
química ultrarrápida<br />
Viajes a Marte<br />
¿Qué tan cerca<br />
estamos de lograrlo?<br />
Inteligencia<br />
artificial:<br />
Lo que antes parecía<br />
Artículos<br />
Secciones<br />
Hormigas zombie<br />
Agujeros negros,<br />
¡digan whisky!<br />
La milagrosa vacuna<br />
contra el Ébola<br />
Es de broma
Antes de empezar<br />
Dedicamos esta edición a la innovación científica. Las<br />
diversas ramas de la ciencia obtienen diversos logros<br />
en sus diferentes campos de trabajo. Consideramos<br />
que, así como es importante estar al tanto de lo que<br />
ocurre en el mundo, en cuanto ámbito social y político,<br />
es también fundamental estar al tanto de todos los<br />
avances que ocurren en el ámbito científico. En la<br />
primera edición de Paradigma les presentamos<br />
desarrollos destacados de algunas de estas ramas de la<br />
ciencia.<br />
María Isabel Canales escribe sobre los viajes a<br />
Marte, detallando el camino recorrido y lo que falta<br />
por lograr Asimismo, se podrán encontrar otros<br />
artículos suyos sobre novedosas formas de operar que<br />
se han generado recientemente e inteligencia artificial.<br />
“Las hormigas zombis” es el tema que aborda<br />
Mara Durán, quien explica la curiosa forma en que<br />
estos insectos se ven afectados por un parásito.<br />
Además, desarrolla otros temas como la vacuna contra<br />
el Ébola y las consecuencias que tiene la sobre<br />
medicación de antibióticos.<br />
Yo tuve la oportunidad de presentar un nuevo<br />
método de edición genómica, que hace las veces de un<br />
procesador de texto: se copia y se pega información<br />
genética. De la misma forma, presento innovaciones<br />
relacionadas sobre los agujeros negros y sobre una rama<br />
de la química que ha surgido en estos últimos años.<br />
Esperamos que la lectura de esta revista<br />
despierte en ustedes, nuestros queridos lectores, un<br />
renovado interés por la ciencia, permitiendo que se<br />
cuestionen y estén abiertos a conocer más. Como dijo<br />
alguna vez Albert Einstein “La mente que se abre a una<br />
nueva idea, jamás volverá a su tamaño original”.<br />
Montserrat Gutiérrez<br />
3
¿Qué día es hoy?<br />
30. Nov<br />
Día Internacional de la Seguridad de<br />
Información<br />
1. Dic<br />
Día Mundial de la Lucha contra<br />
el SIDA<br />
2. Dic<br />
Día Internacional de la<br />
Abolición de la Esclavitud<br />
3. Dic<br />
Día Internacional de las<br />
Personas con Discapacidad<br />
5. Dic<br />
Día Internacional de los Voluntarios para el<br />
Desarrollo Económico y Social<br />
7. Dic<br />
Día Internacional de la<br />
Aviación Civil<br />
5
Ctrl+C y Ctrl+V:<br />
La nueva técnica<br />
de edición<br />
genómica<br />
Por Montserrat Gutiérrez<br />
E<br />
n las películas<br />
de ciencia ficción,<br />
es común<br />
ver organismos,<br />
desde animales hasta seres<br />
humanos, con características<br />
diferentes a las comunes: súper<br />
fuerza, resistencia, inteligencia<br />
aumentada, tamaño<br />
diferente al común (ya sea<br />
reducido o aumentado), etc.<br />
Sin embargo, gracias al trabajo<br />
de los genetistas, la<br />
ciencia ficción esta cada vez<br />
más cerca de la realidad.<br />
Esto se debe al desarrollo de<br />
una nueva y revolucionaria<br />
técnica de edición genómica,<br />
conocida en el mundo científico<br />
como nucleasas de secuencias<br />
palindrómicas repetidas<br />
inversas, o Crispr-Cas9<br />
para los amigos. Aunque no<br />
es la primera vez que la humanidad<br />
logra, de alguna forma,<br />
modificar el ADN, lo particular<br />
de este hallazgo es<br />
que permite realizar funciones<br />
propias de un procesador<br />
de texto, como si tomáramos<br />
una oración, la cortáramos y<br />
volviéramos a deletrearla con<br />
las letras correctas.<br />
Esta tecnología es una herramienta<br />
bastante reciente que<br />
permite editar el genoma de<br />
cualquier ser vivo. Pero dicha<br />
técnica no fue desarrollada<br />
a partir de la nada, de hecho,<br />
es un mecanismo de defensa<br />
utilizado por ciertos tipos<br />
de bacterias para eliminar<br />
virus invasivos.<br />
6
“(…) Científicos de una empresa láctea francesa estaban interesados en estudiar<br />
cómo evitar que las bacterias lácticas utilizadas en la fabricación de yogur no se murieran<br />
por virus, lo que a veces obligaba a tirar hectolitros de producto. Descubrieron que había<br />
bacterias que tenían mecanismos naturales de inmunidad: cortaban una partecita del genoma<br />
viral y lo metían en su propio genoma, de manera que las «hijas» nacían con inmunidad<br />
contra esos virus. Los neutralizaban identificando una zona particular del genoma y<br />
cortando el ADN con una enzima. Después, se dieron cuenta de que podían trasladar a<br />
otros grupos ese mecanismo”. (Rubinstein, 2016)<br />
El Crispr-Cas9 se puede entender<br />
como una especie de<br />
tijeras moleculares, que tienen<br />
la capacidad de cortar una secuencia<br />
cualquiera de ADN y,<br />
además, permiten la inserción<br />
de cambios en la misma.<br />
Análogamente, este método<br />
permite seleccionar una secuencia<br />
del genoma y, como<br />
si se usara Ctrl+C y Ctrl+V,<br />
copiarla e insertarla en otra<br />
secuencia.<br />
Por esta razón, el Crispr-Cas9<br />
significa, para los científicos y<br />
estudiosos de la genética, una<br />
forma más rápida, precisa y<br />
fácil de edición genómica, en<br />
distintos puntos concretos del<br />
ADN de cualquier organismo<br />
vivo. Esta técnica se basa en<br />
un componente proteico Cas9<br />
que actúa como nucleasa, es<br />
decir, cataliza la degradación<br />
de ácidos nucleicos. El Cas9<br />
corta el ADN y un ARN, que<br />
se conoce como ARN guía,<br />
que dirige al componente proteico<br />
hacia la secuencia de<br />
ADN que se busca editar.<br />
El proceso de editar el ADN<br />
empleando el Crispr-Cas9<br />
consiste, básicamente, de dos<br />
pasos. Primero, el ARN guía<br />
se asocia con la enzima Cas9.<br />
De esta manera, debido a las<br />
reglas de complementariedad<br />
de nucleótidos (relación entre<br />
el ADN y el ARN), el ARN dirige<br />
al Cas9 a la región concreta<br />
del genoma que se busca<br />
cortar. En segundo lugar, en la<br />
secuencia de ADN fragmentada<br />
se activan los mecanismos<br />
naturales de reparación del<br />
ADN fragmentado. Dicha reparación<br />
resulta, en algunos<br />
casos, en la aparición de mutaciones<br />
de inserción o pérdida<br />
de material genético, dependiendo<br />
de lo que se busque<br />
lograr. Así, si la reparación<br />
ocurre dentro de un gen,<br />
puede dar lugar a la pérdida<br />
de producción de la proteína<br />
que codifica. Por ende, la inhabilitación<br />
de genes es una<br />
de las aplicaciones de esta<br />
novedosa técnica.<br />
7
enfermedades, dando paso a<br />
un conocimiento sin precedente<br />
sobre desórdenes previamente<br />
enigmáticos.<br />
El desarrollo de esta práctica<br />
le ha abierto la puerta a una<br />
nueva era para la ingeniería<br />
genética, donde existirá la posibilidad<br />
de editar, corregir y<br />
alterar el genoma de cualquier<br />
célula de una manera fácil,<br />
rápida, barata y altamente precisa.<br />
Sin embargo, no todo es<br />
color de rosa. El uso del Crispr<br />
-Cas 9 también involucra muchos<br />
posibles riesgos. Jennifer<br />
Doudna, investigadora del Howard<br />
Hughes Medical Institute,<br />
lo llama "un tsunami", pues<br />
como ocurre en las películas<br />
de ciencia ficción, si esta herramienta<br />
cae en manos equi-<br />
8<br />
vocadas podría ser contraproducente.<br />
Por otro lado, si, durante la<br />
reparación, se proporciona<br />
una molécula de ADN previamente<br />
modificada que sirva<br />
como molde los mecanismos<br />
de reparación lo copiarán y el<br />
cambio quedará incorporado<br />
en el ADN. Es entonces que<br />
otra aplicación del Crispr-Cas9<br />
es la introducción de determinados<br />
cambios en posiciones<br />
específicas dentro del genoma.<br />
Esta última aplicación representa,<br />
desde mi punto de<br />
vista, el aspecto más prometedor<br />
del uso del Cripr-Cas9 en<br />
la genética, pues esta técnica<br />
podría usarse para corregir<br />
mutaciones en el ADN responsables<br />
de diversas enfermedades<br />
o discapacidades: el<br />
Crispr-Cas9 podría usarse para<br />
replicar la base genética de<br />
Mientras muchos científicos se<br />
entusiasman con la idea de<br />
utilizar el Cripr-Cas9 para prevenir<br />
enfermedades hereditarias<br />
o mejorar los cultivos,<br />
otras personas se están enfocando<br />
en cómo este método<br />
de edición genómica podría<br />
usarse en embriones o células<br />
germinales humanas para<br />
introducir rasgos que pasen<br />
de generación en generación.<br />
No obstante, el introducir nuevos<br />
rasgos en el genoma humano<br />
podría llegar a alterar la<br />
naturaleza misma de nuestra<br />
especie, pues aún no se conoce<br />
a la perfección la relación<br />
entre todos los genes y los aspectos<br />
de los que se encarga<br />
cada gen.
Aunque es un proceso revolucionario<br />
y en muchos experimentos<br />
ha resulta efectivo,<br />
el uso del método Crispr-<br />
Cas9 no asegura un resultado<br />
perfecto. Es posible cortar<br />
demasiado ADN, causando<br />
alteraciones en otros genes<br />
importantes. Ante esto, investigadores<br />
del Broad Institute,<br />
del MIT y Harvard están intentado<br />
mejorar y hacer más<br />
eficiente la técnica mediante<br />
la modificación de la estructura<br />
molecular de la enzima,<br />
para reducir el riesgo de cortes<br />
fuera de registro.<br />
Es un hecho que, aunque no<br />
es el primer método que existe<br />
para la modificación del<br />
genoma, los investigadores<br />
que lo emplean están maravillados<br />
por su versatilidad y<br />
rapidez. Inclusive, hay quienes<br />
creen que esta novedosa<br />
tecnología convertirá a los<br />
seres humanos, plantas y<br />
animales en simples borradores,<br />
bocetos que podrán<br />
"mejorarse" en el laboratorio.<br />
Algunos científicos advierten<br />
que estas afirmaciones son<br />
muy precipitadas y que no<br />
están sustentadas correctamente.<br />
“Pensar que podremos<br />
hacer personas más inteligentes<br />
es una tontería. La<br />
inteligencia no depende de<br />
uno, sino de varios miles de<br />
genes. Uno podría proponer-<br />
9<br />
se hacer que un bebé fuera<br />
más alto o elegir el color de<br />
ojos... pero los costos son<br />
enormes y desde el punto de<br />
vista ético, es inaceptable. La<br />
gran diferencia de Crispr es<br />
que uno puede dirigir el sitio<br />
de inserción del gen e introducir<br />
pequeños cambios para<br />
que funcione mejor o peor.<br />
(…). En realidad, esto acelera<br />
una revolución que ya estaba<br />
en marcha. El mundo de<br />
la ingeniería genética no tiene<br />
techo. Da mucho para la<br />
especulación y la fantasía,<br />
pero tenemos que ser cautos:<br />
ocurre como con la clonación,<br />
la mayoría de los individuos<br />
que vas generando no<br />
te sirven. No va a ser fácil<br />
aplicarla en humanos. Habrá<br />
que regularla”. (Rubinstein,<br />
2016)
Está claro que esto no será lo<br />
último que escucharemos sobre<br />
el Crispr-Cas9 o, incluso,<br />
técnicas de edición genómica<br />
más eficaces que se desarrollen<br />
más adelante. Esta nueva<br />
herramienta de la ingeniería<br />
genética representa, sin duda<br />
alguna, muchas ventajas. No<br />
obstante, también supone complicaciones<br />
y conflictos de intereses,<br />
pues como menciona<br />
el investigador Marcelo Rubinstein,<br />
llega un punto en la edición<br />
de los genes en donde no<br />
deben considerarse solo los<br />
factores científicos: deben tomarse<br />
en cuenta también las<br />
implicaciones éticas. Si deseas<br />
conocer más, visita http://<br />
www.lanacion.com.ar/1861124-<br />
cortar-y-pegar-genes-unanueva-tecnica-que-entusiasmae-inquieta.<br />
10
Entrena tu mente<br />
Hay cinco casas de diferentes colores y en cada casa vive una persona de diferente<br />
nacionalidad. Estos cinco propietarios beben diferentes bebidas, fuman diferentes cigarros<br />
y cada uno tiene un animal diferente al de los demás. Y si ninguno de ellos tiene<br />
el mismo animal, tampoco fuma el mismo cigarro ni bebe la misma bebida. ¿Quién<br />
es el dueño del pez? Las 15 premisas para resolver el problema son:<br />
1. El inglés vive en la casa roja.<br />
2. El sueco tiene perro.<br />
3. El danés toma té.<br />
4. El noruego vive en la primera casa.<br />
5. El alemán fuma Prince.<br />
6. La casa verde queda inmediatamente a la izquierda de la blanca.<br />
7. El dueño de la casa verde toma café.<br />
8. La persona que fuma Pall Mall cría pájaros.<br />
9. El dueño de la casa amarilla fuma Dunhill.<br />
10. El hombre que vive en la casa del centro toma leche.<br />
11. El hombre que fuma Blends vive al lado del que tiene un gato.<br />
12. El hombre que tiene un caballo vive al lado del que fuma Dunhill.<br />
13. El hombre que fuma Bluemaster toma cerveza.<br />
14. El hombre que fuma Blends es vecino del que toma agua.<br />
15. El noruego vive al lado de la casa azul.<br />
11
Viajes a Marte<br />
¿Qué tan cerca estamos de<br />
lograrlo?<br />
E<br />
n la cumbre Humans<br />
to Mars, organizada<br />
en Washington<br />
D.C. el subdirector<br />
adjunto de la Nasa para<br />
Políticas y Planes en la Dirección<br />
de Misiones de Exploración<br />
Humana y Operaciones<br />
William Gerstenmaier anunció<br />
el plan de la NASA para enviar<br />
a los primeros humanos al<br />
planeta rojo. La NASA hará<br />
antes del 2027 cuatro viajes<br />
tripulados a la Luna. El fin de<br />
esto es establecer una colonia<br />
en la órbita del satélite, para<br />
que la base lunar sirva como<br />
el laboratorio para el posterior<br />
vuelo a Marte.<br />
En su discurso, William Gerstenmaier<br />
mencionó que lo que<br />
se planea construir en la orbita<br />
de la luna es una “pasarela<br />
de espacio profundo”, la<br />
cual sirva, además de<br />
Por María Isabel Canales<br />
para los experimentos, como<br />
plataforma de lanzamiento para<br />
la nave espacial que llevara<br />
a los astronautas a Marte.<br />
Con el fin de acortar distancia.<br />
Explicó que el itinerario de la<br />
NASA consta de varias fases.<br />
La fase 1 incluye cuatro viajes<br />
a la Luna antes de 2026, con<br />
el fin de llevar todos los materiales<br />
necesarios para construir<br />
la base. De igual manera,<br />
se quiere construir un hábitat<br />
para la tripulación. Gerstenmaier<br />
anunció que la última<br />
pieza que se llevaría al espacio<br />
sería la nave que va a<br />
transportar a la tripulación al<br />
planeta rojo.<br />
En estos viajes se transportarán<br />
cuatro piezas claves para<br />
la misión. Estos son un módulo<br />
de<br />
energía y propulsión, un hábitat<br />
de la tripulación, un módulo<br />
de logística (para la investigación<br />
científica) y un atraque<br />
para otros vehículos visitantes.<br />
El funcionario de la NASA<br />
declaró que otra posible pieza<br />
podría ser un brazo robótico,<br />
con el fin de que la base pueda<br />
ser más autónoma y realizar<br />
más funciones.<br />
La segunda fase está planeada<br />
para el 2027. En esta, la<br />
tripulación tendrá que permanecer<br />
un año en la Luna después<br />
de ser instalada la base<br />
lunar. “Si pudiéramos llevar a<br />
cabo una misión tripulada de<br />
un año en este espacio de<br />
transporte espacial, creemos<br />
que sabremos lo suficiente<br />
como para enviar esta nave,<br />
tripulada, en una misión de mil<br />
días al sistema de Marte y regresar”,<br />
dijo Gerstenmaier<br />
citado por el sitio<br />
especializado Space.com.<br />
12
Como con todos los planes<br />
nuevos, Gerstenmaier admitió<br />
que es muy posible la modificación<br />
de este itinerario. Este podría<br />
variar si la NASA establece<br />
colaboraciones con otras<br />
empresas o países que apoyan<br />
el proyecto a largo plazo. Las<br />
etapas de este plan, dependen<br />
en gran parte del cohete del<br />
Sistema de Lanzamiento Espacial<br />
(SLS), ya que es el que enviará<br />
las cargas de materiales y<br />
tripulaciones para esta nueva<br />
base en la Luna.<br />
Como contraparte, aunque<br />
los viajes a Marte son una<br />
idea ambiciosa, estos implican<br />
más problemas de lo<br />
que se pensaba. Anteriormente,<br />
no se había querido<br />
mandar nada orgánico al<br />
planeta rojo, lo cual facilitaba<br />
las cosas. Durante el proceso<br />
de viaje, algunas veces<br />
las naves giraban alrededor<br />
de la Tierra para alcanzar el<br />
“Empuje gravitacional”, lo<br />
que se logra con esto es utilizar<br />
el movimiento de rotación<br />
de la Tierra para crear<br />
un empuje y de esta manera<br />
tener más velocidad al inicio<br />
del viaje. Durante el trayecto,<br />
los motores se apagaban y<br />
solo eran encendidos en algunos<br />
periodos específicos de<br />
tiempo para que la nave no<br />
perdiera su empuje y su trayectoria.<br />
Con este método, las misiones<br />
eran más económicas<br />
debido a que no se gastaba<br />
tanto combustible, aún si el viaje<br />
llegaba a extenderse más<br />
del tiempo promedio el cual es<br />
de siete meses.<br />
Pero: “llevar seres humanos no<br />
es igual a transportar un<br />
vehículo robotizado, no puedes<br />
poner a los humanos en reposo<br />
y “encenderlos” cuando estés<br />
cerca de la atmósfera marciana,<br />
por el momento esa es tecnología<br />
de ciencia ficción, por<br />
lo cual se deben considerar los<br />
factores de proveer de alimentación,<br />
salud, servicios sanitarios,<br />
entre otros, para mantener<br />
saludable a la tripulación”, dice<br />
José Hernández, astronauta de<br />
origen mexicano que trabaja en<br />
la NASA.<br />
13<br />
De acuerdo al “Programa de<br />
Investigación del Humano en el<br />
Espacio”, el cual es subsidiado<br />
por agencias espaciales mundiales,<br />
el cuerpo humano no<br />
está diseñado para pasar periodos<br />
demasiado largos fuera<br />
de la Tierra. Ya que, este se<br />
vuelve un organismo demasiado<br />
frágil y poco saludable. Algunos<br />
riesgos son el deterioro<br />
de los músculos y huesos por<br />
la falta de gravedad, los problemas<br />
alimenticios que causa el<br />
solo consumir alimentos deshidratados<br />
y congelados, la mala<br />
oxigenación en la sangre y el<br />
incremento en las posibilidades<br />
de desarrollar cáncer y que este<br />
haga metástasis.<br />
Un nuevo estudio publicado en<br />
Nature por el científico Francis<br />
Cucinotta de la Universidad de<br />
Nevada (quien trabajó para la<br />
NASA durante más de 20<br />
años), asegura que viajar a<br />
Marte duplica las probabilidades<br />
de padecer cáncer<br />
para el astronauta. Esto se<br />
debe a la radiación cósmica.<br />
Cuando las personas se encuentran<br />
en la Tierra, la capa<br />
de ozono las protege de<br />
las distintas radiaciones que<br />
producen el espacio y el<br />
Sol. Cuando un astronauta<br />
viaja a la Luna, los trajes y<br />
las naves espaciales están<br />
específicamente diseñados<br />
para lo mismo. Brindar protección.<br />
El tiempo que ellos<br />
pasan en el viaje y en la Estación<br />
Espacial Internacional<br />
no es tan largo, por lo<br />
que la radiación no los afecta<br />
considerablemente. La<br />
diferencia radica en que un viaje<br />
a marte dura alrededor de<br />
900 días. Según Cucinotta, esto<br />
afectaría seriamente los núcleos<br />
de las células del cuerpo<br />
y las haría mutar. Lo que podría<br />
terminar como cáncer. Lo<br />
peor, es que las células afectadas<br />
serían capaces de hacer<br />
mutar a las células sanas que<br />
tiene a su alrededor, haciendo<br />
más viable la idea de una metástasis.
“La exposición prolongada a<br />
la radiación cósmica puede ocasionar<br />
mutaciones en las células<br />
que terminarían convirtiéndose<br />
en cáncer. Hemos descubierto<br />
que las células dañadas envían<br />
señales a las células sanas que<br />
se encuentran a su alrededor y<br />
pueden afectarlas, llevándolas a<br />
mutar y pudiendo ocasionar tumores”.<br />
(Cucinotta, 2017)<br />
Según Cucinotta, la humanidad<br />
simplemente aún no está<br />
lista para pasar dos años de<br />
su vida en el espacio. Mientras<br />
tanto, los retos que enfrenta<br />
el organismo humano<br />
parecen más difíciles que los<br />
tecnológicos. Otros estudios<br />
incluso hablan de que el simple<br />
hecho de pasar tanto tiempo<br />
en el espacio haría que los<br />
astronautas pierdan inteligencia.<br />
Claramente, no sabemos<br />
a ciencia cierta cuales son los<br />
posibles efectos secundarios<br />
que les podrían suceder<br />
a estas personas dispuestas<br />
a dejar sus vidas<br />
en la Tierra atrás<br />
por un periodo de tiempo,<br />
con tal de ser los<br />
primeros en experimentar<br />
el sentimiento de estar<br />
parados sobre el vecino<br />
planeta rojo. De lo<br />
único que estamos seguros,<br />
es que se necesitan<br />
tomar muchas<br />
cosas en consideración<br />
para que<br />
esta futura misión<br />
sea todo un éxito<br />
como se espera.<br />
Gracias a las varias<br />
misiones, la<br />
NASA ha aprendido<br />
que los conflictos<br />
entre personas<br />
que se encuentran<br />
juntas<br />
en un espacio reducido<br />
por un largo<br />
periodo de<br />
tiempo son inevitables,<br />
por más preparado o<br />
entrenado que esté el personal.<br />
Las personas que sean<br />
seleccionadas para el viaje a<br />
Marte, deberán ser sometida a<br />
distintos estudios tanto físicos<br />
como psicológicos. Los astronautas<br />
tendrán una preparación<br />
más rigurosa que la de<br />
una misión estándar, debido a<br />
que viajarán más tiempo, más<br />
distancia que cualquier otra<br />
persona en la historia de viajes<br />
espaciales. Esto sin añadir<br />
que estarán expuestos a mayor<br />
aislamiento y a condiciones<br />
físicas mucho más extremas<br />
que en un viaje a la Luna.<br />
Algunos de los problemas que<br />
la NASA cree se pueden generar<br />
son una disminución en<br />
el estado de ánimo, en la cognición,<br />
la moral o la interacción<br />
interpersonal, todo esto<br />
debido al aislamiento además<br />
de estrés ocasionado por el<br />
aislamiento prolongado. La<br />
depresión y fatiga serán inevitables<br />
ya que habrá momentos<br />
con carga de trabajo pesado<br />
y horarios cambiantes.<br />
Algunos científicos de la NA-<br />
SA, piensan que los viajes a<br />
Marte puedan hacer que toda<br />
la tripulación desarrolle un<br />
trastorno al que ellos llaman<br />
“el efecto del tercer trimestre”.<br />
Este provoca que el ánimo y<br />
la moral de la tripulación se<br />
reduzca. Mientras más aisladas<br />
se encuentren las personas,<br />
más probabilidad hay de<br />
que desarrollen algún trastorno<br />
conductual o psiquiátrico.<br />
Con respecto a la base de lanzamiento,<br />
este proyecto se<br />
llamará Sistema de<br />
Transporte Interplanetario.<br />
Estará conformada<br />
por una base de lanzamiento,<br />
un vehículo de<br />
lanzamiento pesado,<br />
una nave espacial interplanetaria,<br />
un vehículo<br />
para la recarga de combustible<br />
y una planta de<br />
procesamiento de combustible<br />
en Marte.<br />
14
Por otro lado, Elon Musk<br />
(cofundador de SpaceX) comentó<br />
que la Nave Espacial<br />
Interplanetaria, contará con<br />
una estructura principal de fibra<br />
de carbono impulsada por<br />
nueve motores Raptor (que<br />
Space X lleva en fase de prueba<br />
desde 2012) y tendrá la capacidad<br />
de transportar hasta<br />
450 toneladas de carga, así<br />
como a los pasajeros humanos.<br />
Se calcula que el viaje dure<br />
entre seis y siete meses.<br />
Además, la nave espacial está<br />
diseñada para volver a ser<br />
usada en otros viajes espaciales<br />
después de su travesía al<br />
planeta rojo.<br />
Dos grandes instalaciones de<br />
paneles solares serán las encargadas<br />
de producir la energía<br />
necesaria para sustentar el<br />
viaje. Estos serán capaces de<br />
generar aproximadamente 200<br />
kilowatts de potencia y serán<br />
usados dispositivos de agua<br />
para, de esta manera, proteger<br />
a los astronautas de la radiación<br />
espacial. Este mecanismo<br />
de defensa ya fue usado en la<br />
iniciativa Mars One.<br />
El Space Launch System o<br />
SLS es el proyecto más avanzado<br />
en la actualidad. “Toma<br />
como base los nuevos cohetes<br />
tipo Orión, basados en los<br />
cohetes Saturno V con despegue<br />
en fases (los responsables<br />
de poner en órbita a las<br />
misiones Apolo y Géminis<br />
en los años sesenta y setenta).”<br />
“El uso potencial del proyecto<br />
SLS representará la sinergia<br />
entre la exploración humana<br />
y la científica”, expresó<br />
John Grunsfeld, administrador<br />
asociado de ciencia<br />
de la NASA en Washington.<br />
El Sistema de Lanzamiento<br />
Espacial de la NASA, el cual<br />
hasta el día de hoy se encuentra<br />
en construcción se<br />
piensa convertir en la nave espacial<br />
más poderosa del mundo.<br />
Está diseñada para lograr<br />
hacer misiones y exploraciones<br />
en el espacio profundo,<br />
tomando a Marte como su primer<br />
objetivo.<br />
La NASA espera poder realizar<br />
un primer lanzamiento en a finales<br />
de 2017. Tomando<br />
este como<br />
primera prueba,<br />
“se espera que el<br />
SLS pueda dejar<br />
la atmósfera terrestre<br />
con 77 toneladas<br />
de carga<br />
útil, casi tres veces<br />
lo que los<br />
transbordadores<br />
espaciales podían<br />
llevar durante sus<br />
años de actividad.” (Musk, E).<br />
Tomando como referencia las<br />
pruebas, el SLS mejorará hasta<br />
ser capaz de transportar 143<br />
toneladas de carga, esta nave<br />
espacial se convertiría en la<br />
primera en transportar esa<br />
cantidad de peso. Se espera<br />
que, en sus mejores condiciones,<br />
el SLS pueda llevar a una<br />
misión a Marte con una tripulación<br />
de entre diez y doce astronautas,<br />
con una carga útil y<br />
suficiente combustible como<br />
para mantenerlos con vida por<br />
26 meses a partir del despegue<br />
hasta antes de volver a la<br />
Tierra.<br />
Por otro lado, Mars One, tiene<br />
una idea distinta sobre cómo<br />
sería la expedición, para esto<br />
utilizarán una nave llamada<br />
Vehículo de Tránsito Marciano.<br />
La nave espacial de esta iniciativa<br />
constaría de dos cohetes<br />
por etapas de propulsión,<br />
un módulo de aterrizaje y un<br />
módulo habitable.<br />
15
De cualquier manera, se piensa que el módulo de<br />
aterrizaje sea muy parecido al que se ha utilizado<br />
en las misiones no tripuladas a Marte durante estos<br />
años. De acuerdo con Mars One la tripulación<br />
recorrerá el espacio durante aproximadamente<br />
siete meses, periodo que afirman, no será incómodo<br />
para los astronautas.<br />
Como podemos ver, los viajes a Marte están cada<br />
día más cerca de la raza humana, pero ¿estamos<br />
preparados para ellos? Sin duda alguna este sería<br />
otro gran paso para la humanidad, lo único es<br />
que se tiene que encontrar la manera de prevenir<br />
todos los peligros a los que se enfrentarán.<br />
Te recomendamos visitar:<br />
http://www.latercera.com/noticia/la-nasa-da<br />
-nuevos-detalles-futuro-viaje-marte/<br />
http://es.gizmodo.com/mas-problemas-<br />
para-los-viajes-a-marte-los-astronautas-<br />
1795853389<br />
https://www.debate.com.mx/mundo/Los-<br />
viajes-a-Marte-cada-vez-mas-cerca-<br />
20161126-0109.html<br />
16
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18
19
20
21
Agujeros negros,<br />
digan whisky<br />
Por Montserrat Gutiérrez<br />
L<br />
os agujeros negros son los restos de<br />
antiguas estrellas: estos representan<br />
la última fase evolutiva de estos<br />
cuerpos celestes. Cuando las estrellas<br />
llegan al final de su vida, estallan en cataclismos<br />
conocidos como supernovas. Aunque<br />
dicha explosión dispersa gran parte de la estrella<br />
hacia el vacío del espacio, quedan restos<br />
fríos, en los que no se realiza la fusión. En los<br />
restos fríos, al no haber fusión, no hay energía<br />
ni presión que pueda lograr un equilibrio con la<br />
fuerza de gravedad de la propia estrella, por lo<br />
que esta empieza a replegarse sobre sí misma.<br />
Es entonces que el agujero negro en formación<br />
se encoje hasta llegar a un volumen cero,<br />
lo que lo vuelve infinitamente denso. De hecho,<br />
son tan densos que ninguna partícula material<br />
es capaz de escapar a su fuerza gravitatoria.<br />
Ni siquiera la luz de dicha estrella es capaz<br />
de escapar a su fuerza gravitatoria, por lo<br />
que se ve atrapada en órbita, dándole al agujero<br />
su característico color negro.<br />
Sin embargo, la fuerza gravitatoria de un agujero<br />
no es ilimitada. Los planetas, la luz y, en<br />
general, la materia deben pasar cerca de un<br />
agujero negro para ser atraídos dentro de su<br />
radio de acción. Cuando alcanzan este radio<br />
de acción, un punto sin retorno, se dice que<br />
entran en el horizonte de sucesos, un punto<br />
del que es imposible escapar porque requiere<br />
moverse a una velocidad superior a la de la<br />
luz.<br />
22
Pequeños pero poderosos<br />
Contrario a la creencia popular,<br />
los agujeros negros tienen<br />
un tamaño pequeño. Por<br />
ejemplo, un agujero negro con<br />
una masa igual a la del sol<br />
tendría un radio de tres kilómetros.<br />
Como son tan pequeños,<br />
lejanos y oscuros, es muy<br />
difícil observar a los agujeros<br />
negros de manera directa. A<br />
pesar de esto, la existencia de<br />
estos fenómenos astronómicos<br />
ha sido confirmada por los<br />
científicos, mediante la<br />
medición de la masa de<br />
una región del espacio y<br />
la búsqueda zonas con<br />
una gran masa oscura.<br />
Existen muchos agujeros<br />
negros en el seno de<br />
los sistemas binarios,<br />
que atraen masa de su<br />
estrella vecina hasta que el<br />
agujero negro se hace grande<br />
y la estrella compañera se<br />
desvanece por completo.<br />
También, en el centro de las<br />
galaxias, puede haber agujeros<br />
negros súper masivos.<br />
Estos pueden tener una masa<br />
de 10 a 100 mil millones de<br />
soles, pues en el interior de la<br />
galaxia hay mucha materia<br />
que pueden atraer. La cantidad<br />
de materia que puede<br />
acumular un agujero negro es<br />
ilimitada, pues mientras más<br />
materia atrae, mayor es su tamaño.<br />
A parir de la existencia de los<br />
agujeros negros, han surgido<br />
otras teorías como los agujeros<br />
de gusano. Esta es una<br />
idea muy imaginativa de la astrofísica<br />
moderna basada en<br />
las teorías matemáticas de<br />
Einstein. Básicamente, se<br />
plantea que los agujeros de<br />
gusano son portales de corta<br />
duración, que unen dos agujeros<br />
negros en diferentes lugares.<br />
Se cree que los agujeros de<br />
gusano conectan dos puntos<br />
del universo actual, o tal vez,<br />
en diferentes momentos. Así,<br />
teóricamente, si cae materia<br />
dentro de un agujero de gusano,<br />
esta seguiría el recorrido<br />
hasta llegar a lo que se conoce<br />
como agujero blanco, lo<br />
opuesto de un agujero negro,<br />
y llegaría a otro punto del universo.<br />
Hasta el momento, no<br />
existe ninguna prueba que<br />
compruebe la existencia de<br />
los agujeros de gusano. La<br />
comunidad científica aún no<br />
ha podido encontrar una explicación<br />
para este fenómeno,<br />
pero hay astrofísicos, como<br />
Hawking, que siguen tratando<br />
de descifrar este intrigante<br />
concepto.<br />
Logran fotografiar por primera<br />
vez el agujero negro del centro<br />
de nuestra galaxia<br />
El titular de esta noticia<br />
anuncia que, por primera<br />
vez, se ha logrado fotografiar<br />
un agujero negro pero<br />
la imagen que lo acompaña<br />
es simplemente una<br />
ilustración. Por primera vez<br />
en la historia se ha logrado<br />
fotografiar a un agujero negro,<br />
sin embargo, ninguna de las<br />
imágenes que acompaña a<br />
este artículo es la verdadera.<br />
No se decepcionen, la foto sí<br />
existe. Esta aclamada imagen<br />
ha sido tomada por el Event<br />
Horizon Telescope (EHT),<br />
tardó diez días en realizarse y<br />
representa a Sagitario A*, el<br />
agujero negro súper masivo<br />
que está en el centro de nuestra<br />
Vía Láctea.<br />
23
Figura 1<br />
De acuerdo con los científicos<br />
estadounidenses responsables<br />
de su captura, la imagen<br />
está siendo sometida a investigación,<br />
pero se espera que la<br />
anhelada foto se haga pública<br />
para finales del año 2017.<br />
Análogamente, la imagen del<br />
agujero negro es como una<br />
inmensa foto instantánea tomada<br />
por una Polaroid, entonces<br />
debe agitarse para ver si<br />
la imagen salió clara o si no es<br />
lo que se pretendía fotografiar.<br />
Sin embargo, en vez de agitarla<br />
unos segundos, como con<br />
una foto normal, este proceso<br />
tarda varios meses cuando se<br />
habla de una foto de un agujero<br />
negro.<br />
A pesar de que tiene una masa<br />
equivalente a cuatro millones<br />
de soles, Sagitario A* no<br />
fue conocido hasta mediados<br />
de los años setenta, gracias a<br />
que Bruce Balick y Robert<br />
Brown<br />
descubrieron<br />
que algo perturbaba la órbita<br />
de una estrella cercana, conocida<br />
como S2.<br />
Pese a las sospechas, no fue<br />
posible identificar inmediatamente<br />
que esta perturbación<br />
en la órbita de la S2 se trataba<br />
de un agujero negro. Fue hasta<br />
2002, cuando el alemán<br />
Reinhard Genzel comprobó<br />
que, efectivamente, existía un<br />
agujero negro súper masivo<br />
en el centro de nuestra galaxia.<br />
¡Todos digan whisky!<br />
Hasta el momento, lo más cercano<br />
que tenemos a una foto<br />
que tenemos para ver Sagitario<br />
A* es una imagen tomada<br />
por el Observatorio Europeo<br />
24<br />
Austral. En esta imagen, aunque<br />
no es nada clara, se puede<br />
observar cómo el efecto<br />
gravitatorio del citado agujero<br />
negro impulsa a una nube de<br />
polvo a moverse en dirección<br />
al radio de acción propio del<br />
agujero negro. Se puede observar<br />
cómo se va moviendo<br />
la nube de polvo desde el punto<br />
azul, en 2006, al verde, en<br />
2010, y finalmente al rojo en el<br />
2013 (figura 1).<br />
Otro intento reciente de capturar<br />
a Sagitario A* fue por parte<br />
de la NASA, usando telescopios<br />
de rayos X. En el caso de<br />
esta imagen, dentro del cuadrado<br />
amarillo, se puede observar<br />
un destello. El brillo es<br />
producto de un chispazo de<br />
actividad que nace de las nubes<br />
de gas que rodean al agujero<br />
(figura 2).
Figura 2<br />
La anhelada fotografía del<br />
agujero negro tomada por el<br />
EHT abarca la porción del espacio<br />
entre Sagitario A* y sus<br />
alrededores hasta la M87, que<br />
es la galaxia más cercana a<br />
dicho agujero. La foto esta almacenada<br />
en 4.024 discos<br />
duros. Para tomar esta imagen<br />
fueron requeridos ocho<br />
radio-telescopios de alta frecuencia,<br />
que están ubicados<br />
en altiplanos o montañas de<br />
distintas partes del mundo.<br />
Por ejemplo, uno de estos es<br />
el Telescopio de 30 metros<br />
situado en el Pico Veleta, en<br />
Sierra Nevada, en España.<br />
Por qué es tan difícil fotografiar<br />
un agujero negro<br />
El hecho de fotografías a un<br />
agujero negro se vuelve complicado<br />
por distintos factores.<br />
En primer lugar, los agujeros<br />
negros son muy pequeños.<br />
Sagitario A*, aunque tiene una<br />
masa equivalente a cuatro millones<br />
de soles, tiene un tamaño<br />
tan solo 17 veces mayor<br />
que nuestra estrella más cercana,<br />
Próxima Centaura, cuya<br />
masa es menor a la del Sol,<br />
que tiene 100, 900 km de radio.<br />
Puede sonar muy grande,<br />
pero ese tamaño, a 25,000<br />
años luz de distancia, no es<br />
nada.<br />
Además, hay que considerar<br />
otro factor que dificulta fotografiar<br />
agujeros<br />
negros: un agujero<br />
negro es espacio<br />
vacío y su<br />
fuerza gravitatoria<br />
es tan grande<br />
que atrae toda la<br />
luz a su alrededor.<br />
Al menos<br />
para las cámaras<br />
25<br />
comunes y corrientes, la luz es<br />
esencial para capturar una<br />
imagen.<br />
Para resolver estos problemas,<br />
se hizo una combinación<br />
de varios telescopios, que recogieron<br />
datos desde distintos<br />
puntos del planeta. No obstante,<br />
este método generó otro<br />
problema. Ahora, los científicos<br />
y astrónomos deben hallar<br />
una forma de combinar todos<br />
estos datos para obtener una<br />
imagen precisa del agujero<br />
negro. Esta dificultad se resolvió<br />
gracias a Katie Bouman,<br />
doctora en informática, y su<br />
equipo del Instituto Tecnológico<br />
de Massachussets (MIT).<br />
Generaron un algoritmo llamado<br />
CHIRP, que funciona de<br />
forma parecida a nuestros teléfonos<br />
cuando tomamos fotos<br />
panorámicas: toma distintas<br />
imágenes y las superpone como<br />
parches.
Aunque los que hace CHIRP es<br />
parecido, tiene un nivel de complejidad<br />
supremo: millones de datos<br />
sobre el espacio mezclados,<br />
que se confunden con la composición<br />
de nuestra propia atmósfera<br />
y que además fueron recogidos<br />
en momentos diferentes.<br />
Incluso si esta foto no termina saliendo<br />
tan bien como se espera<br />
que salga, tendrá un enorme valor<br />
para los astrofísicos, pues será<br />
de gran ayuda para comprobar<br />
si las teorías de Albert Einstein<br />
sobre la gravedad siguen siendo<br />
válidas en un espacio tan extremo<br />
como los alrededores de un<br />
agujero negro.<br />
Si quieres saber más, visita http://<br />
www.nationalgeographic.es/<br />
espacio/agujeros-negros, o bien,<br />
https://www.elespanol.com/<br />
ciencia/<br />
investigacion/20170417/209229214_0.html<br />
.<br />
26
Lo más curioso<br />
Soñar frecuentemente<br />
puede ser señal de un IQ<br />
alto<br />
El primer producto con código<br />
de barras fue una caja de<br />
chicles Wringley´s<br />
Todos, excepto los<br />
gemelos, tienen un olor<br />
único<br />
Los pingüinos sí<br />
pueden beber agua<br />
salada<br />
El cerebro usa el 20% de las<br />
calorías y oxígeno que<br />
producimos<br />
Un hombre sobrevive 90<br />
segundos en el vacío del<br />
espacio<br />
Cada segundo se consumen<br />
350 rebanadas de pizza en<br />
EUA<br />
Una “cucharadita” de materia de una estrella<br />
de neutrones pesa más que el<br />
Monte Everest<br />
Los mosquitos tienen<br />
dientes<br />
Para el final de su vida, una<br />
persona habrá<br />
memorizado alrededor de<br />
150 trillones de bits de<br />
información<br />
27
El nuevo método<br />
para operar<br />
corazones<br />
Todos los días se hacen miles<br />
de operaciones de corazón en<br />
el mundo. Los avances en la<br />
medicina han permitido que<br />
cada vez los riesgos de una<br />
cirugía disminuyan. Esto es de<br />
gran beneficio, sobre si hablamos<br />
de una operación tan delicada<br />
como es la de corazón.<br />
Actualmente, los doctores empiezan<br />
a practicar operaciones<br />
conocidas como “cirugías de<br />
acceso limitado”. Estas técnicas<br />
son cirugías quirúrgicas<br />
mínimamente invasivas y cada<br />
día ayudan a más pacientes<br />
afectados por problemas cardiovasculares.<br />
Dos adelantos importantes en<br />
medicina hicieron posible la<br />
cirugía cardiovascular: La máquina<br />
de circulación extracorpórea,<br />
que asume las funciones<br />
del corazón. Además de<br />
las técnicas de enfriamiento<br />
Por María Isabel Canales<br />
corporal, que permiten que el<br />
tiempo de la intervención sea<br />
más largo, pero sin causar daño<br />
cerebral.<br />
La máquina de circulación extracorpórea<br />
también es llamada<br />
máquina de derivación cardiopulmonar.<br />
Esta asume las<br />
funciones del corazón encargándose<br />
de realizar el bombeo<br />
y de oxigenar la sangre. De esta<br />
manera, el corazón permanece<br />
inmóvil durante la operación,<br />
lo cual es necesario para<br />
abrir el corazón (cirugía de corazón<br />
abierto).<br />
28<br />
Por otro lado, las técnicas de<br />
enfriamiento permiten detener<br />
el corazón durante períodos<br />
prolongados sin dañar el tejido<br />
cardíaco. Las temperaturas bajas<br />
evitan que el tejido cardíaco<br />
sufra daños porque al estar<br />
frío, el corazón necesita menos<br />
oxígeno.<br />
El corazón puede enfriarse de<br />
dos maneras. La primera ocurre<br />
cuando la sangre se enfría<br />
al pasar por la máquina de circulación<br />
extracorpórea. A su<br />
vez, esta sangre enfriada reduce<br />
la temperatura corporal al<br />
introducirse en el organismo.<br />
Por otra parte, la segunda técnica<br />
consiste en bañar el corazón<br />
en agua salada (solución<br />
salina) fría.<br />
Cuando el corazón se enfría,<br />
este se enlentece y se detiene.<br />
La inyección de una solución<br />
especial de potasio en el corazón<br />
puede acelerar este proceso<br />
y detener el corazón por<br />
completo. De esta manera, el<br />
tejido cardíaco no sufre daños<br />
durante unas 2 a 4 horas.
El procedimiento de una cirugía<br />
cardiaca mínimamente invasiva,<br />
comienza con la toma<br />
de medidas por parte de los<br />
médicos para reducir el tamaño<br />
del traumatismo y así mismo<br />
acelerar la recuperación.<br />
Normalmente, se ocupan incisiones<br />
más pequeñas durante<br />
la intervención. Los términos<br />
que se usan al hablar sobre<br />
este tipo de cirugías son términos<br />
«de mínimo acceso»,<br />
«por incisión mínima<br />
(keyhole)» o «por puertos».<br />
Para hablar de estos procedimientos<br />
se usará el término<br />
«de mínimo acceso» en este<br />
artículo.<br />
Los médicos cirujanos efectúan<br />
operaciones de mínimo<br />
acceso haciendo una pequeña<br />
incisión. Para lograrla, se necesita<br />
de distintos instrumentos<br />
especiales, los cuales son<br />
diseñados específicamente<br />
para este tipo de operaciones.<br />
El corte se realiza normalmente<br />
entre las costillas, en un<br />
costado del pecho. Este tiene<br />
una longitud de entre dos y<br />
cuatro pulgadas. Anteriormente,<br />
la operación que se le realizaba<br />
a alguien con problemas<br />
cardiacos era la conocida<br />
cirugía a corazón abierto. La<br />
incisión típica de esta, mide<br />
entre seis y ocho pulgadas y<br />
es realizada justo en el centro<br />
del pecho. Otra ventaja que<br />
tienen las operaciones de mínimo<br />
acceso es que no se necesita<br />
abrir el esternón para<br />
poder acceder al corazón.<br />
Las ventajas de la cirugía de<br />
mínimo acceso pueden incluir:<br />
una incisión más pequeña,<br />
una cicatriz más pequeña, menor<br />
riesgo de infección, menor<br />
pérdida de sangre durante la<br />
intervención, menos dolor después<br />
de la intervención. Debido<br />
a esto, la estancia hospitalaria<br />
se vuelve más corta después<br />
de la intervención<br />
(típicamente 3 a 5 días tras<br />
una operación de mínimo acceso,<br />
en lugar de 5 días o más<br />
tras una operación tradicional<br />
de corazón). El tiempo de recuperación<br />
se vuelve más corto<br />
(alrededor de 2 a 4 semanas,<br />
en lugar de las 6 a 8 semanas<br />
que toma recuperarse<br />
de una operación a corazón<br />
abierto).<br />
Algo que es importante mencionar,<br />
es que existen varias<br />
formas de operación de mínimo<br />
acceso. Estas son: bypass<br />
coronario directo mínimamente<br />
invasivo (MIDCAB, por su<br />
sigla en inglés), bypass coronario<br />
sin circulación extracorpórea<br />
(OPCAB, por su sigla<br />
en inglés), reparación y sustitución<br />
valvular e inserción de<br />
cables de marcapasos.<br />
A continuación, se explican<br />
cada uno. Pero, antes definiremos<br />
lo que es un bypass coronario.<br />
Con el paso del tiempo,<br />
las arterias sufren el riesgo de<br />
ir acumulando colesterol, lo<br />
cual impide el correcto flujo de<br />
sangre. El bypass, permite<br />
mejorar el flujo sanguíneo<br />
creando una nueva ruta, para<br />
que, de esta manera, la sangre<br />
no se tenga que ver obligada<br />
a pasar por el tramo con<br />
exceso de grasa y pueda llegar<br />
más fácilmente al corazón.<br />
29
Bypass coronario directo mínimamente<br />
invasivo. Durante<br />
este tipo de operaciones, los<br />
cirujanos pueden hacer un bypass<br />
coronario haciendo una<br />
incisión entre las costillas de<br />
tan sólo 2 o 3 pulgadas. A esto<br />
se le llama «bypass coronario<br />
directo mínimamente invasivo»,<br />
o MIDCAB. Normalmente,<br />
la técnica de MIDCAB se usa<br />
cuando se necesitan realizar<br />
sólo 1 o 2 puentes coronarios<br />
y las arterias que tienen afectaciones<br />
están en la pared anterior<br />
del corazón. Pero, si la o<br />
las arterias que necesitan de<br />
la operación se encuentran en<br />
la pared posterior del corazón,<br />
la técnica de MIDCAB no es la<br />
mejor opción. Esto se debe a<br />
que no se puede acceder fácilmente<br />
a la pared posterior del<br />
corazón a través de un corte<br />
con ese tamaño.<br />
“Bypass coronario sin<br />
circulación extracorpórea: A<br />
veces puede realizarse un bypass<br />
coronario, típicamente un<br />
MIDCAB, sin detener el corazón.<br />
Esto se denomina<br />
«bypass coronario sin circulación<br />
extracorpórea (OPCAB)»<br />
o «cirugía con corazón palpitante».<br />
Durante una operación<br />
sin circulación extracorpórea o<br />
con corazón palpitante, no se<br />
utiliza la máquina de circulación<br />
extracorpórea. En cambio,<br />
los cirujanos emplean instrumentos<br />
especiales para inmovilizar<br />
partes del corazón<br />
palpitante mientras crean los<br />
puentes. Mientras tanto, el<br />
resto del corazón sigue bombeando<br />
la sangre por el cuerpo”.<br />
Reparación y sustitución valvular.<br />
El corazón consta de<br />
cuatro válvulas, las cuales le<br />
permiten la entrada y salida de<br />
sangre a través de venas y<br />
arterias. Si las válvulas tienen<br />
lesiones leves, pueden ser tratadas<br />
con medicamentos, pero<br />
si son graves, es necesaria la<br />
intervención quirúrgica ya que<br />
un defecto de gran magnitud<br />
podría costarle la vida al paciente.<br />
Usando las técnicas de<br />
mínimo acceso para reparar o<br />
sustituir una válvula, no es necesario<br />
abrir el esternón para<br />
tener acceso al corazón, al<br />
contrario de las antiguas operaciones<br />
a corazón abierto.<br />
“En cambio, los cirujanos pueden<br />
sustituir la válvula aórtica<br />
a través de una pequeña incisión<br />
entre las costillas de un<br />
costado del pecho o a través<br />
de una incisión de 3 pulgadas<br />
en el centro del pecho. La válvula<br />
mitral puede repararse o<br />
sustituirse a través de una incisión<br />
de 3 pulgadas entre las<br />
costillas, de un costado del<br />
pecho.” (Texas Heart Institute,<br />
2016).<br />
Inserción de<br />
cables de<br />
marcapasos.<br />
Cuando los<br />
pacientes necesitan<br />
marcapasos<br />
biventriculares<br />
para la<br />
terapia de resincronización<br />
30<br />
cardíaca, normalmente, usando<br />
las técnicas de mínimo acceso,<br />
es posible colocar los<br />
cables del marcapasos. Un<br />
marcapasos biventricular es<br />
un marcapasos especial que<br />
se utiliza para la terapia de<br />
resincronización cardiaca en<br />
pacientes con insuficiencia<br />
cardiaca.<br />
Lamentablemente, no todas<br />
las personas con problemas<br />
cardiacos pueden ser operadas<br />
mediante técnicas de mínimo<br />
acceso. Esto se debe a<br />
que para ser candidato los<br />
doctores toman muchas cosas<br />
en cuenta. Algunas de ellas<br />
son el peso y la constitución<br />
del paciente, la edad, la presencia<br />
de otras enfermedades,<br />
tales como enfermedad pulmonar<br />
o endurecimiento de las<br />
arterias y el tipo de intervención<br />
a realizar. Impresionantemente,<br />
en pacientes con ciertas<br />
características, una operación<br />
cardiaca tradicional, puede<br />
ser mucho menos peligrosa.
Otro tipo de cirugía que se ha<br />
desarrollado en los últimos<br />
años es la videoscópica. En<br />
algunos pacientes, los cirujanos<br />
podrían hacer un bypass<br />
coronario o una reparación o<br />
sustitución valvular utilizando<br />
un instrumento óptico largo y<br />
delgado<br />
llamado<br />
«endoscopio». Esta herramienta<br />
tiene una videocámara,<br />
para, de esta manera, ver el<br />
interior del pecho. Éste es otro<br />
tipo de cirugía de mínimo acceso<br />
a la que se le denomina<br />
«cirugía videoscópica».<br />
En la cirugía cardíaca videoscópica,<br />
los médicos realizan<br />
varios cortes de media pulgada<br />
a los cuales se les llama<br />
«puertos». Estos van en el pecho<br />
y entre las costillas. En la<br />
mayoría de los casos, ni siquiera<br />
es necesario separar<br />
las costillas para tener acceso<br />
al corazón a través de los<br />
puertos. Después, el endoscopio<br />
con la videocámara es introducido<br />
al cuerpo a través<br />
de uno de los puertos, y a través<br />
de los otros puertos se<br />
introducen instrumentos quirúrgicos<br />
largos y delgados, los<br />
cuales son diseñados específicamente<br />
para este tipo de<br />
operación.<br />
De esta manera, los cirujanos<br />
pueden realizar el procedimiento<br />
a través de los puertos,<br />
utilizando la videocámara para<br />
ver. La videocámara muestra<br />
una imagen agrandada y bien<br />
iluminada de la zona donde<br />
los cirujanos están operando,<br />
y de esta manera, les deja observar<br />
con gran exactitud los<br />
extremos de los instrumentos.<br />
31<br />
Mientras la intervención videoscópica<br />
está en proceso,<br />
los pacientes normalmente<br />
deben estar conectados a una<br />
máquina de circulación extracorpórea;<br />
una máquina que<br />
asume las tareas del corazón,<br />
por lo tanto, se encarga de<br />
bombear sangre y oxigenarla.<br />
En una cirugía videoscópica,<br />
los doctores conectan tubos<br />
especiales a través de las arterias<br />
y venas de la ingle hasta<br />
llegar al corazón, a los pacientes<br />
a la máquina de circulación<br />
extracorpórea, de manera<br />
que no es necesario abrir<br />
el pecho. Mientras que, en<br />
una operación tradicional a<br />
corazón abierto, se conecta a<br />
los pacientes a la máquina de<br />
circulación extracorpórea después<br />
de que los cirujanos<br />
abren el pecho.<br />
Por otro lado, en otro tipo de<br />
cirugía de mínimo acceso, el<br />
procedimiento se realiza con<br />
la ayuda de un robot quirúrgico.<br />
Básicamente, el robot quirúrgico<br />
deja que los cirujanos<br />
hagan intervenciones videoscópicas<br />
con una precisión aún<br />
mayor.<br />
En una cirugía robótica, los<br />
médicos realizan varias incisiones<br />
pequeñas en la pared<br />
del pecho, entre las costillas,<br />
al igual que en una intervención<br />
videoscópica como ya se<br />
mencionó previamente. Pero,<br />
en lugar de realizar la operación<br />
con instrumentos quirúrgicos<br />
“normales” que sostienen<br />
y manipulan con las manos,<br />
los cirujanos utilizan instrumentos<br />
especializados conectados<br />
al robot quirúrgico. Desde<br />
una consola, los cirujanos<br />
controlan el robot con los movimientos<br />
que ellos hacen con<br />
sus manos. En pocas palabras,<br />
os instrumentos, aunque<br />
estén siendo sostenidos por el<br />
robot, siguen estando completamente<br />
manejados por los<br />
cirujanos, pero el robot les<br />
permite realizar movimientos<br />
más precisos de los que podrían<br />
realizar si tuvieran los<br />
instrumentos en las manos.
Los siguientes tipos de operaciones de corazón<br />
pueden realizarse utilizando un robot quirúrgico:<br />
Bypass coronario (denominado «bypass coronario<br />
robótico» o RACAB, por su sigla en inglés),<br />
reparación y sustitución valvular, inserción<br />
de cables de marcapasos y desfibriladores,<br />
extirpación de tumor cardíaco, reparación de<br />
una comunicación interauricular, reparación de<br />
un agujero oval persistente, ablación con catéter<br />
de la fibrilación auricular.<br />
La cirugía robótica, al igual que otros tipos de<br />
cirugía de mínimo acceso, tienen sus beneficios.<br />
Puede reducir la estancia hospitalaria y el<br />
tiempo de recuperación de los pacientes. Pero,<br />
no todos los pacientes son candidatos a cirugía<br />
robótica. El cirujano será el encargado de decidir<br />
si un paciente puede ser operado con cirugía<br />
robótica o no.<br />
Sin duda, las cirugías de mínimo acceso revolucionaron<br />
la manera de operar. Es impresionante<br />
como gracias a la ciencia las personas gozamos<br />
de cada vez más beneficios. Esperemos<br />
que la medicina siga innovándose y mejorando<br />
para que de esta manera nos faciliten más a los<br />
seres humanos el tener una buena salud sin<br />
correr tantos riesgos. Para conocer más, visita<br />
http://flcard.com/es/, o bien, http://<br />
www.texasheart.org/HIC/Topics_Esp/Proced/<br />
limaccess_sp.cfm<br />
32
Por Mara Durán<br />
El uso de antibióticos es utilizado para la prevención<br />
y tratamiento de infecciones bacterianas.<br />
No obstante, en las últimas décadas, el<br />
uso desmedido de estos fármacos ha provocado<br />
una resistencia a ciertas bacterias. La OMS<br />
ya ha alertado que en caso de no tomar medidas<br />
urgentes, muchas infecciones comunes y<br />
lesiones menores se volverán potencialmente<br />
mortales.<br />
“Cuantos más antibióticos consume una persona,<br />
mayor es el riesgo que tiene de presentar<br />
infecciones por bacterias resistentes. Los efectos<br />
adversos pueden relacionarse con problemas<br />
gastrointestinales, reacciones cutáneas y<br />
alergias”, explica la pediatra María Rosa Albañil,<br />
Coordinadora del Grupo de Trabajo de Patología<br />
Infecciosa de la Asociación Española de<br />
Pediatría de Atención Primaria.<br />
33
Antibióticos<br />
Los antibióticos son sustancias<br />
químicas producidas por<br />
varias especies de<br />
microorganismos como bacterias<br />
y hongos, o son<br />
sintetizados por métodos de<br />
laboratorio. Su función es destruir<br />
o inhibir el crecimiento de<br />
otros microorganismos.<br />
La llamada edad de Oro de los<br />
antibióticos tuvo sus inicios en<br />
1941 con la producción de la<br />
penicilina a gran escala y su<br />
utilización mostró gran efectividad<br />
en tratamientos médicos.<br />
En la actualidad, se calcula<br />
que aproximadamente el<br />
40% de todos los pacientes<br />
hospitalizado reciben tratamiento<br />
con antimicrobianos.<br />
Como resultado, en las<br />
últimas décadas su amplio uso<br />
ha fomentado el aumento de<br />
la resistencia de los<br />
gérmenes, lo que crea una necesidad<br />
cada vez mayor de<br />
nuevas drogas, y aumenta el<br />
costo del tratamiento.<br />
Superbacterias<br />
El término «superbacteria»<br />
hace referencia a las cepas de<br />
bacterias que se han vuelto<br />
resistentes a la mayoría de los<br />
antibióticos<br />
usados<br />
comúnmente en la actualidad.<br />
Cada vez es mayor el número<br />
de infecciones que se relacionan<br />
con estas bacterias. La<br />
neumonía, tuberculosis, gonorrea<br />
y salmonelosis son algunas<br />
de ellas.<br />
La resistencia a los antibióticos<br />
es un fenómeno que se<br />
puede desarrollar de manera<br />
natural cuando las bacterias<br />
se adaptan a los medicamentos<br />
que habían sido utilizados<br />
para eliminarlas. Esto sucede<br />
cuando aparecen cambios o<br />
mutaciones en el cromosoma<br />
bacteriano, es decir, la<br />
información que acarrean los<br />
genes de la bacteria cambia y<br />
esto hace que la bacteria se<br />
vuelva resistente a ciertos<br />
antibióticos. Esta resistencia<br />
también se produce por<br />
mecanismos de transferencia<br />
de genes, cuando una bacteria<br />
pasa a otra la capacidad de<br />
evadir el efecto dañino del<br />
fármaco sobre su estructura.<br />
34
Un estudio realizado por la<br />
Universidad de Granada<br />
afirma que, una bacteria<br />
puede captar el ADN procedente<br />
de otra que era resistente<br />
a un antibiótico. De tal<br />
forma que la bacteria que lo<br />
capta consigue resistencia a<br />
ese antibiótico. Como resultado,<br />
las bacterias van incrementando<br />
su resistencia a<br />
ciertos antibióticos y terminan<br />
siendo muy difíciles de eliminar<br />
al ser cepas con gran resistencia.<br />
El abuso y mal uso de los antibióticos<br />
ha contribuido a la<br />
creación de bacterias resistentes<br />
a los medicamentos.<br />
Cuando se ingiere un antibiótico<br />
para alguna enfermedad<br />
que no sea de tipo bacteriana,<br />
el medicamento no tendrá beneficio<br />
alguno y solo provocaría<br />
que se destruyan una amplia<br />
variedad de bacterias<br />
que ayudan a que<br />
el cuerpo trabaje de<br />
manera adecuada. Además,<br />
las bacterias que<br />
logran sobrevivir al medicamento<br />
se vuelven<br />
resistentes a este y con<br />
el tiempo siguen prosperando<br />
y propagándose.<br />
Antibióticos y animales<br />
De acuerdo con la Organización<br />
Mundial de la Salud, el<br />
uso inadecuado de<br />
antibióticos en animales contribuye<br />
a que aumente la resistencia<br />
al uso de estos medicamentos<br />
en los tratamientos<br />
médicos.<br />
La Agencia de Control de Alimentos<br />
y Medicamentos de<br />
Estados Unidos menciona<br />
que, al administrar antibióticos<br />
a los animales destinados a la<br />
producción de alimentos, se<br />
acelera este fenómeno y como<br />
consecuencia pueden<br />
surgir bacterias resistentes.<br />
Estas bacterias se multiplican<br />
en el tracto intestinal del animal<br />
y pueden contaminar la<br />
superficie de carne durante el<br />
procesamiento. Dado que esta<br />
carne está destinada para<br />
consumo humano, puede ocasionar<br />
enfermedades en las<br />
personas y contribuir a que<br />
esta resistencia continúe.<br />
Impacto<br />
En todo el mundo, la resistencia<br />
a los antibióticos está<br />
aumentando de manera alarmante.<br />
Cada día en todo el<br />
planeta, se desarrollan y propagan<br />
nuevos mecanismos de<br />
resistencia que comprometen<br />
la salud de las personas. Incluso<br />
se ha reducido la capacidad<br />
de poder tratar enfermedades<br />
infecciosas comunes.<br />
Cada vez, es más difícil tratar<br />
infecciones como la neumonía,<br />
la tuberculosis, la septicemia,<br />
la gonorrea o las enfermedades<br />
de transmisión<br />
alimentaria porque los antibióticos<br />
van perdiendo eficacia.<br />
35
tratamiento, mayor serán los<br />
costos de la atención sanitaria<br />
y la carga económica que esto<br />
representa para las familias y<br />
la sociedad. Por otro lado, la<br />
resistencia a los antibióticos<br />
está poniendo en riesgo los<br />
logros de la medicina moderna.<br />
Si no se dispone de<br />
antibióticos eficaces para prevenir<br />
y tratar las infecciones,<br />
las intervenciones quirúrgicas<br />
se volverán más peligrosas.<br />
Ante la facilidad y frecuencia<br />
con la que se desplazan las<br />
personas, la resistencia a los<br />
antibióticos es un problema<br />
que ha alcanzado dimensiones<br />
mundiales. Es por ello que<br />
se requiere unir esfuerzos por<br />
parte de todas las naciones y<br />
de diversos sectores para<br />
erradicar el problema.<br />
Consecuencias<br />
La resistencia a los antibióticos<br />
ocasiona que las estancias<br />
hospitalarias se prolonguen,<br />
se incrementen los costos<br />
médicos y aumente la mortalidad.<br />
Cuando deja de ser<br />
posible el tratamiento de infecciones<br />
con antibióticos de primera<br />
línea, es necesario usar<br />
fármacos con un precio mayor.<br />
Actualmente, aunque se<br />
está trabajando en el desarrollo<br />
de nuevos antibióticos, se<br />
desconoce el nivel de eficacia<br />
que puedan presentar ante las<br />
formas más peligrosas de algunas<br />
bacterias resistentes.<br />
Mientras mayor sea la duración<br />
de la enfermedad y del<br />
Prevención<br />
Debido a que son las bacterias<br />
las que se vuelven resistentes<br />
a los antibióticos y pueden<br />
causar infecciones tanto<br />
en el ser humano como en los<br />
animales, mismas que se<br />
vuelven más difíciles de tratar<br />
que las no resistentes.<br />
36
Es necesario que se modifique lo antes posible<br />
la forma de prescribir y utilizar los antibióticos.<br />
En los países donde se carece de<br />
una norma que regule su compra, la población<br />
tiende a auto medicarse y consumir antibióticos<br />
en exceso.<br />
Mientras se sigan adquiriendo antibióticos<br />
sin receta médica para uso humano o veterinario,<br />
la resistencia a estos fármacos empeorará.<br />
Por esta razón, aunque se desarrollen<br />
nuevos medicamentos, se requiere modificar<br />
los comportamientos de consumo actuales.<br />
De otra forma, la resistencia a los<br />
antibióticos seguirá representando una grave<br />
amenaza.<br />
Para conocer más, visita<br />
37
Por Montserrat Gutiérrez<br />
L a química es una ciencia muy extensa, pues<br />
estudia la composición, estructura y transformaciones<br />
de la materia. Por esta razón, esta dividida<br />
en ramas, como la química orgánica, la química<br />
inorgánica y la bioquímica.<br />
La attoquímica es una nueva rama científica. Los<br />
hitos y las bases de dicha disciplina fueron detallados<br />
en un artículo de la revista Chemical Reviews,<br />
dirigido por Fernando Martín de la Universidad Autónoma<br />
de Madrid, en colaboración con IMDEA<br />
Nanociencia, ambas instituciones españolas. El<br />
artículo también cuenta con la participación de<br />
Mauro Nisoli del Instituto Politécnico de Milán.<br />
En términos generales, la attoquímica busca controlar<br />
y manipular el movimiento de los electrones<br />
encargados de formar enlaces químicos en las<br />
moléculas. Para lograr esto, se usan pulsos de luz<br />
de attosegundos. Un attosegundo equivale a<br />
1x10 -18 segundos.<br />
De acuerdo con los autores del artículo, la attoquímica<br />
permitirá la generación de reacciones y<br />
sustancias que, hasta la fecha, jamás habrían sido<br />
imaginadas. Esto se debe a que tanto la estructura<br />
como la reactividad de las sustancias están determinadas<br />
por las propiedades de sus enlaces<br />
químicos, los cuales serán manipulados gracias a<br />
esta nueva disciplina. La aplicación de la attoquímica<br />
tendrá un gran impacto en el desarrollo de<br />
nuevas sustancias y, por ende, de nuevos materiales,<br />
posibilitando, además, una mejor comprensión<br />
de los procesos electrónicos que se llevan a<br />
cabo en sistemas químicos y biológicos.<br />
En el estudio, realizado principalmente por Fernando<br />
Martín y Mauro Nisoli, de documentan las<br />
primeras observaciones de procesos de migración<br />
de carga de moléculas biológicas, en este caso,<br />
aminoácidos, en tiempo real, con una resolución<br />
temporal nunca antes vista. Asimismo, se muestran<br />
los primeros indicios de control en estos procesos<br />
de migración electrónica.<br />
Todas estas observaciones se realizaron, en primer<br />
lugar, irradiando a las moléculas con un pulso,<br />
o pulsos, de luz de attosegundos. Después, se<br />
emite un segundo pulso, ya sea de igual o mayor<br />
duración que el anterior, que sirve para captar una<br />
imagen del movimiento electrónico en un momento<br />
específico. La variación en el intervalo de tiempo<br />
que transcurre entre el primer y el segundo<br />
pulso de luz de attosegundos proporciona una serie<br />
de imágenes sucesivas del movimiento electrónico.<br />
38
Lo anterior brinda la posibilidad<br />
de seleccionar el<br />
momento preciso en el que<br />
los electrones ocupan el<br />
lugar adecuado para favorecer<br />
o, en algunos casos,<br />
impedir una determinada<br />
reacción química.<br />
De acuerdo con la Dra. Alicia<br />
Palacios, investigadora<br />
del equipo español y coautora<br />
del trabajo, esta nueva<br />
disciplina será de gran<br />
ayuda en el desarrollo de<br />
nuevas estrategias y tecnologías.<br />
“Además de proporcionar<br />
la película del comportamiento<br />
ondulatorio de los<br />
electrones y de las interferencias<br />
que dicho movimiento<br />
lleva implícitos, el<br />
elevado grado de control y<br />
la alta resolución temporal<br />
que proporciona la attoquímica<br />
permitirá desarrollar<br />
nuevas estrategias de control<br />
de las reacciones químicas<br />
inimaginables hace<br />
tan solo una década”.<br />
(Palacios, 2016)<br />
Toda reacción química es<br />
el resultado de la formación<br />
y rotura de los enlaces<br />
encargados de mantener<br />
unidos a los átomos en<br />
una molécula. Dicha formación<br />
o rotura de enlaces da<br />
lugar a la creación de nuevas<br />
moléculas o nuevas<br />
sustancias.<br />
La reactividad de una sustancia<br />
química es su capacidad<br />
de reaccionar frente<br />
a otras sustancias químicas<br />
o reactivos. Esta capacidad,<br />
que es la esencia de<br />
la química, es un proceso<br />
di-<br />
39<br />
námico fruto del movimiento<br />
constante de electrones<br />
y núcleos atómicos. Estos<br />
movimientos se producen<br />
en escalas de tiempo ultrarrápidas,<br />
que van desde<br />
los femtosegundos, velocidad<br />
característica del movimiento<br />
nuclear, hasta los<br />
attosegundos, velocidad<br />
típica del movimiento electrónico.<br />
Un femtosegundo<br />
equivale a 1x10- 15 segundos<br />
y, como ya se había<br />
establecido anteriormente,<br />
un attosegundo equivale a<br />
1x10 -18 segundos.
Tomando esto en consideración,<br />
toda la química<br />
podría ser calificada como<br />
femtoquímica o attoquímica.<br />
De hecho, la<br />
femtoquímica, que nació<br />
en la segunda mitad del<br />
siglo pasado, es ahora<br />
una disciplina científica<br />
bien establecida. Su objetivo<br />
principal es controlar<br />
reacciones químicas<br />
mediante la dirección del<br />
movimiento de los núcleos<br />
de las moléculas<br />
involucradas. Para ello,<br />
se utilizan pulsos de luz<br />
de femtosegundos. Hoy<br />
en día, los láseres de<br />
femtosegundos son ampliamente<br />
utilizados en la<br />
mayoría de las áreas de<br />
las ciencias químicas y<br />
en multitud de laboratorios.<br />
Durante el siglo XXI se<br />
han realizado notables<br />
progresos en la fabricación<br />
de fuentes de<br />
luz coherentes que permiten<br />
generar pulsos de<br />
luz aún más cortos, con<br />
duraciones que alcanzan<br />
las pocas decenas de attosegundos,<br />
en la región<br />
de frecuencias del ultravioleta<br />
extremo.<br />
Todos estos progresos<br />
han dado lugar a una<br />
evolución fundamental de<br />
la tecnología láser en<br />
años recientes, posibilitando,<br />
por vez primera<br />
en la historia, un control<br />
directo del movimiento<br />
ultrarrápido de los electrones<br />
dentro de una molécula<br />
y, en consecuencia,<br />
han posibilitado también<br />
un importante grado<br />
de control sobre la dinámica<br />
nuclear inducida<br />
por dicho movimiento<br />
electrónico, que ocurre a<br />
tiempos más largos.<br />
40
En 2001, fue creado el<br />
primer pulso láser con<br />
una duración inferior a<br />
un femtosegundo. Sin<br />
embargo, estos láseres<br />
no permiten filmar el<br />
movimiento de los electrones,<br />
ya que, al tratarse<br />
de partículas mucho<br />
más ligeras que los núcleos,<br />
son mucho más<br />
rápidas y, por tanto, la<br />
fotografía de los mismos<br />
resulta “borrosa” o<br />
“movida”.<br />
Aunque los láseres de<br />
femtosegundos no sirven<br />
para estudiar los<br />
electrones, su desarrollo<br />
ha conducido recientemente<br />
al desarrollo de<br />
los denominados láseres<br />
de attosegundos. Un<br />
attosegundo es la millonésima<br />
parte de la millonésima<br />
parte de la millonésima<br />
parte de un segundo.<br />
En un attosegundo,<br />
los electrones solo<br />
pueden recorrer una distancia<br />
inferior a la cien<br />
millonésima parte de un<br />
milímetro, es decir, una<br />
distancia mucho menor<br />
que la que recorren dentro<br />
de una molécula. Por<br />
tanto, tales láseres son<br />
la herramienta ideal para<br />
observar el movimiento<br />
de los electrones.<br />
Dado que la distribución<br />
de los electrones en la<br />
molécula, o densidad<br />
electrónica, es responsable<br />
en última instancia<br />
de la formación y<br />
ruptura de enlaces, el<br />
control de este movimiento<br />
ha abierto la<br />
puerta a una nueva forma<br />
de hacer química. La<br />
attoquímica traerá a los<br />
científicos posibilidades<br />
infinitas y, quién sabe,<br />
tal vez podría ser la clave<br />
para la solución de<br />
problemas como el calentamiento<br />
global, pues<br />
se podrían generar nuevos<br />
combustibles no<br />
contaminantes. Si<br />
deseas conocer más, visita<br />
http://www.rtve.es/<br />
alacarta/audios/ellaboratorio-de-jal/<br />
laboratorio-jalattoquimica-quimica-delsiglo-xxi-12-07-<br />
17/4111808/<br />
41
Inteligencia<br />
Artificial:<br />
Lo que antes parecía<br />
imposible ya no lo es<br />
Por María Isabel Canales<br />
D<br />
esde hace años se<br />
soñaba con inteligencia<br />
artificial (IA).<br />
Series como los supersónicos<br />
hacían cosa del<br />
futuro el poder tener máquinas<br />
que hablaran o hicieran tareas<br />
por nosotros. Hoy en día esto<br />
es posible y está al alcance de<br />
todos, pero te diremos todo lo<br />
que necesitas saber sobre<br />
ella. En la ciencia de la<br />
computación, la inteligencia<br />
artificial se define como la<br />
“facultad de razonamiento”<br />
que tiene un ser inanimado.<br />
Esta facultad incluye la capacidad<br />
de hacer algo en específico,<br />
resolver problemas, etc.<br />
Aunque la IA es algo a lo que<br />
las generaciones de ahora están<br />
acostumbradas, vale la<br />
pena preguntarse ¿quién empezó<br />
con este proyecto? En<br />
1950, el científico Londinense<br />
Alan Turing tenía la pregunta<br />
de si las máquinas como las<br />
computadoras y las calculadoras<br />
serían capaces de pensar.<br />
A Turing lo que le importaba<br />
era el poder marcar las diferencias<br />
y los límites entre la<br />
inteligencia natural y la inteligencia<br />
artificial. Fue así como<br />
Turing diseñó la primera<br />
computadora con la capacidad<br />
de jugar partidos de ajedrez.<br />
En 1956 el término Inteligencia<br />
Artificial fue aceptado por<br />
primera vez.<br />
Lamentablemente, Turing tenía<br />
conflictos con respecto a<br />
su sexualidad y era juzgado<br />
por esta razón. Falleció prematuramente<br />
por esos problemas.<br />
Tiempo después de su<br />
muerte, el científico húngaro,<br />
Von Neumann continuó su trabajo.<br />
Pensaba que el cerebro<br />
humano debía de ser el modelo<br />
para diseñar las computadoras.<br />
Sin embargo, después<br />
se descubrió que era<br />
una mejor idea estudiar las<br />
42<br />
funciones del cerebro para saber<br />
cómo desarrollar una máquina<br />
que pudiera realizar las<br />
mismas. Que, en lugar de<br />
crear una máquina similar a<br />
nivel celular, fuera similar en<br />
la forma de procesar la información.<br />
Tomando como base el modelo<br />
diseñado por Turing, se comenzó<br />
a desarrollar una inteligencia<br />
la cual tenía la capacidad<br />
de resolver juegos (como<br />
damas chinas y ajedrez). Esta<br />
necesitaba tener la capacidad<br />
de resolver y calcular un gran<br />
número de situaciones, tenía<br />
que poder solucionar problemas,<br />
tomar decisiones, hacer<br />
memoria, corregir los errores,<br />
entre otros. Es importante recalcar,<br />
que, aunque las<br />
computadoras son capaces de<br />
responder a estos estímulos,<br />
no significa que los comprendan.<br />
El término de IA hoy en<br />
día se utiliza para describir a<br />
todo lo inanimado que tiene<br />
una inteligencia similar a la de<br />
los humanos.
Existen diferentes tipos de inteligencia<br />
artificial. Una de<br />
ellas son los sistemas que imitan<br />
el funcionamiento del sistema<br />
nervioso a través de redes<br />
neuronales artificiales. Este<br />
tipo de inteligencia vuelve<br />
automática la toma de decisiones,<br />
el resolver problemas, y<br />
el aprendizaje. Por otro lado,<br />
están los sistemas que imitan<br />
el comportamiento físico del<br />
hombre (androides). Lo que<br />
buscan los científicos es poder<br />
lograr que los robots hagan<br />
las mismas tareas que los humanos,<br />
pero de manera más<br />
eficiente. También, existen los<br />
sistemas que imitan el pensamiento<br />
lógico de los humanos,<br />
es decir, que perciben, razonan,<br />
y actúan. Y como último<br />
ejemplo tenemos a los sistemas<br />
que actúan de manera<br />
racional, esto quiere decir, que<br />
son capaces de percibir el entorno<br />
y actuar con respecto a<br />
él y a las situaciones en las<br />
que se encuentren.<br />
Cuando un equipo de cómputo<br />
no necesita la ayuda de los<br />
humanos, se dice que es autónomo.<br />
Existen diferentes niveles<br />
de autonomía en la IA. Tomemos<br />
como ejemplo a los<br />
coches. Si un coche no necesita<br />
ni volante ni pedales y no<br />
requiere de ninguna persona<br />
para para ser manejado, entonces<br />
se encuentra en un nivel<br />
de autonomía 4. Pero, si<br />
vemos un automóvil que puede<br />
funcionar sin conductor, sin<br />
GPS, sin conectarse a ningún<br />
servidor o a ninguna fuente<br />
externa para poder funcionar,<br />
entonces según la IA ese coche<br />
sería un nivel 5 de autonomía.<br />
La parte más importante<br />
de la IA es el algoritmo. Es<br />
decir, fórmulas matemáticas o<br />
comandos de programación<br />
encargados de informarle a un<br />
computador cómo solucionar<br />
problemas con inteligencia artificial.<br />
Son reglas que le enseñan<br />
a los computadores cómo<br />
descubrir cosas por su cuenta.<br />
Este término, en muchos casos,<br />
sustituye a inteligencia<br />
artificial. Aunque, se refieren<br />
prácticamente a lo mismo, tienen<br />
algunas diferencias. “El<br />
aprendizaje de máquinas es el<br />
proceso específico<br />
con<br />
el que una<br />
IA usa algoritmos<br />
para<br />
desempeñar<br />
funciones de<br />
inteligencia<br />
artificial. Es<br />
el resultado<br />
de aplicar<br />
reglas para<br />
crear resultados<br />
a través de<br />
IA.” (Enter.co).<br />
Cuando un algoritmo se aplica,<br />
y las reglas empiezan a<br />
ser usadas, un sistema de IA<br />
realiza muchas operaciones<br />
de matemáticas complejas.<br />
Estas matemáticas, por lo general,<br />
no la pueden entender<br />
los humanos, además de que<br />
su lenguaje es en código binario.<br />
Pero, los sistemas muestran<br />
la información útil que obtuvieron<br />
a partir de las operaciones.<br />
Cuando eso sucede,<br />
se le llama aprendizaje de caja<br />
negra o ‘black box’. El black<br />
box funciona cuando se muestra<br />
el resultado, sin necesidad<br />
de mostrar el cómo se llegó a<br />
él.<br />
Al igual que en el cerebro, las<br />
redes neuronales se crean<br />
cuando se quiere que una IA<br />
mejore en alguna tarea. Estas<br />
redes son diseñadas para que<br />
funcionen como el cerebro y el<br />
sistema nervioso humano. Para<br />
darle a la IA la habilidad de<br />
resolver problemas complejos<br />
o de hacer alguna tarea, se<br />
usan etapas de aprendizaje.<br />
La primera etapa, puede estar<br />
enfocada solamente en algunos<br />
pixeles de una imagen y<br />
luego busca similitudes en<br />
otras imágenes. Cuando la<br />
fase inicial termina, la red neuronal<br />
pasa sus resultados a la<br />
siguiente etapa. Esta tratará<br />
de analizar otros pixeles.<br />
Cuando una etapa termina un<br />
proceso, este sigue a la siguiente.<br />
43
‘Deep Learning’ es lo que sucede<br />
cuando se pone a trabajar<br />
una red neuronal. Mientras<br />
los datos son procesados en<br />
las distintas etapas, la IA obtiene<br />
el conocimiento básico<br />
que necesita. Por ejemplo, si<br />
le estás enseñando al sistema<br />
a reconocer a los gatos,<br />
una vez que la IA aprende<br />
qué son las patas, el sistema<br />
podría aplicar ese conocimiento<br />
a otra tarea.<br />
“Deep Learning” significa que<br />
en lugar de sólo entender qué<br />
es una cosa, el sistema comienza<br />
a aprender el “por<br />
qué”. Es decir, que profundiza<br />
en lo que aprende. Algunas<br />
compañías, como Google,<br />
usan ‘Deep Learning’ para<br />
que sus sistemas de IA logren<br />
aprender por sí mismos sin<br />
seguir una lista de tareas específicas.<br />
Ese es el caso del<br />
proyecto DeepMind (de Google)<br />
que le enseñó a un personaje<br />
virtual a jugar fútbol,<br />
solo usando su experiencia<br />
en el juego.<br />
*En computación se requiere<br />
de una red neuronal avanzada<br />
para analizar gramaticalmente<br />
el idioma humano.<br />
Cuando un sistema IA está<br />
entrenado para interpretar la<br />
comunicación humana, se le<br />
llama procesamiento de lenguaje<br />
natural. Este procedimiento<br />
es útil para los servicios<br />
de chatbots y traducciones,<br />
pero también se usa para<br />
construir los asistentes como<br />
Alexa y Siri.<br />
Los sistemas de IA se parecen<br />
a los humanos en muchos<br />
sentidos. Ambos aprendemos<br />
casi de la misma forma.<br />
Uno de los métodos para<br />
enseñarle a una máquina, al<br />
igual que a los humanos, es<br />
usar refuerzos. Esto implica<br />
darle al IA una meta que no<br />
44<br />
está definida con una métrica<br />
específica, como decirle<br />
que ‘mejora su eficiencia’<br />
o que ‘encuentre<br />
soluciones’.<br />
En lugar de encontrar una<br />
única respuesta específica,<br />
el IA reproducirá escenarios<br />
y reportará resultados.<br />
Esos escenarios y<br />
resultados luego son evaluados<br />
y juzgados por los humanos.<br />
El IA finalmente toma<br />
esas críticas y ajusta los próximos<br />
escenarios para mejorar<br />
sus resultados. Google ha<br />
usado esta técnica para<br />
‘entrenar’ a sus sistemas en<br />
juegos sencillos como una<br />
serie de laberintos virtuales.<br />
La máquina ha aprendido a<br />
resolver los laberintos mediante<br />
la práctica y el error.<br />
Cuando se está entrenando a<br />
un modelo IA usando un método<br />
de aprendizaje supervisado,<br />
las personas proveen a<br />
la máquina con la respuesta<br />
correcta antes de tiempo. Básicamente<br />
el IA sabe la respuesta<br />
y sabe la pregunta.<br />
Este es el método más común<br />
de entrenamiento porque<br />
abarca la mayoría de datos:<br />
define patrones entre preguntas<br />
y respuestas.
Si quieres saber por qué sucede<br />
algo, cómo sucede algo, el<br />
IA puede revisar los datos y<br />
determinar conexiones usando<br />
el método de aprendizaje supervisado.<br />
Con el aprendizaje no supervisado,<br />
no le damos al IA una<br />
respuesta. En lugar de encontrar<br />
patrones que están predefinidos,<br />
como ‘por qué las personas<br />
eligen una marca sobre<br />
otra’, simplemente alimentamos<br />
a la máquina con muchos<br />
datos para que ella encuentre<br />
cualquier patrón que le parezca.<br />
Para muchas personas,<br />
este tipo de aprendizaje es<br />
una de las formas más<br />
‘tenebrosas’ en que las máquinas<br />
pueden pensar.<br />
Una vez que un IA ha aprendido<br />
algo, como determinar si<br />
una imagen es un gato o no,<br />
puede continuar construyendo<br />
su aprendizaje. Esto incluso si<br />
no se le pide. Puedes pedirle<br />
a un IA que aprenda a distinguir<br />
los gatos con una precisión<br />
de 90%, por ejemplo.<br />
Luego, el sistema podría ponerse<br />
a identificar zapatos. Y<br />
después de eso podría volver<br />
a los gatos y haber mejorado<br />
su porcentaje de precisión<br />
anterior.<br />
Hoy en día, en algunas redes<br />
sociales como lo es Telegram,<br />
se han hecho el experimento<br />
de usar chatbots. Estos<br />
son sistemas de inteligencia<br />
artificial o “robots” que tiene<br />
conversaciones con la<br />
gente por medio de mensajes.<br />
Muy pocas veces las personas<br />
han notado la diferencia<br />
entre un humano y un chatbot<br />
a la hora de conversar. Este<br />
experimento intenta realizar<br />
un concepto hecho por Alan<br />
Turing. Este científico (2017)<br />
afirmaba que “la Inteligencia<br />
Artificial existirá como tal hasta<br />
que no seamos capaces de<br />
discernir una diferencia entre<br />
ambos.”.<br />
Pero, como se ha visto en algunas<br />
películas de ciencia ficción,<br />
los robots deciden volverse<br />
en contra de los humanos.<br />
Entonces nos tendríamos<br />
que preguntar, ¿la Inteligencia<br />
Artificial es peligrosa? La principal<br />
diferencia entre la inteligencia<br />
de una persona y la<br />
inteligencia artificial, es justamente<br />
esa parte humana. Estos<br />
sistemas no cuentan con<br />
inteligencia emocional, por lo<br />
tanto, no son capaces de sentir.<br />
Sin importar cuántas películas<br />
de ciencia ficción presenten<br />
a un robot que por arte<br />
de magia empieza a desarrollar<br />
sentimientos, la realidad<br />
45<br />
es que los sistemas de inteligencia<br />
artificial no tienen sentimientos,<br />
ya que<br />
“obstaculizan” encontrar una<br />
solución objetiva a un problema<br />
concreto.<br />
“Pero, para que esto sucediera,<br />
sería necesario equipar<br />
al robot con mecanismos<br />
de retroalimentación que le<br />
permitiera tomar acciones<br />
cuando tuviera noción de qué<br />
provoca ciertas situaciones.<br />
Cabe mencionar que se ha<br />
avanzado tanto en esta área,<br />
que los sistemas de Inteligencia<br />
Artificial cada vez tienen<br />
un parecido mayor a los humanos.<br />
Así que, el éxito de<br />
cualquier máquina también<br />
depende del progreso humano”<br />
(López, 2017).<br />
Si desea conocer más información,<br />
lo invitamos a visitar<br />
http://<br />
desarrollandoamerica.org/<br />
tecnologia/datos-sobreinteligencia-artificial.html
La milagrosa vacuna contra<br />
el Ébola<br />
Por Mara Durán<br />
Resultados de un ensayo realizado en Guinea<br />
muestran que, una vacuna experimental contra<br />
el Ébola proporciona un alto grado de protección<br />
contra este virus mortal. Estos resultados<br />
afirman que se trata de la primera vacuna que<br />
se ha creado para prevenir la infección de los<br />
patógenos más letales conocidos en la actualidad.<br />
“El Ébola ha dejado un legado devastador en<br />
nuestro país. Pero estamos orgullosos de haber<br />
podido contribuir al desarrollo de una vacuna<br />
que evitará a otras naciones sufrir lo que nosotros<br />
hemos sufrido” dijo el Dr. Keïta Sakoba<br />
(2016), Coordinador de la Respuesta al Ébola y<br />
Director de la Agencia Nacional de Seguridad<br />
Sanitaria de Guinea.<br />
Desde 1976 que se logró identificar por primera<br />
vez el virus del Ébola, se han producido una<br />
serie de brotes esporádicos en África. Sin embargo,<br />
no fue hasta que el brote que azotó África<br />
occidental entre 2013 y 2016 provocó la<br />
muerte de más de 11 300 personas, que se puso<br />
en manifiesto la necesidad de disponer de<br />
una vacuna.<br />
47
¿Cómo funciona?<br />
La vacuna rVSV-EBOV fue<br />
elaborada por la Agencia de<br />
Salud Pública de Canadá. Esta<br />
vacuna funciona sustituyendo<br />
un gen de un virus inofensivo<br />
conocido como virus de la<br />
estomatitis vesicular, por un<br />
gen que codifica una proteína<br />
de superficie del virus del<br />
Ebola. Ensayos anteriores<br />
mostraron que la vacuna proporciona<br />
protección en animales<br />
y produce una respuesta<br />
inmunitaria en el hombre. Además,<br />
no se presentan complicaciones<br />
debido a que la vacuna<br />
no contiene virus vivos<br />
del Ébola.<br />
Ensayo<br />
Se realizó un ensayo en Guinea<br />
en 2015 en el que participaron<br />
11 841 personas para<br />
probar la efectividad de la llama<br />
vacuna rVSV-ZEBOV. Al<br />
cabo de diez días o más de la<br />
vacunación, no se registraron<br />
casos de Ébola entre<br />
los 5837 participantes que recibieron<br />
la vacuna. Por otro<br />
lado, entre las personas que<br />
no recibieron la vacuna se registraron<br />
23 casos al cabo de<br />
diez o más días de la<br />
vacunación.<br />
El ensayo fue dirigido por la<br />
Organización Mundial de la<br />
Salud, junto con el Ministerio<br />
de Salud de Guinea y otros<br />
asociados internacionales. La<br />
Dra. Marie-Paule Kieny, Subdirectora<br />
General de Sistemas<br />
de Salud e Innovación<br />
de la OMS y principal autora<br />
del estudio declaró que,<br />
los resultados demuestran<br />
que no estaremos indefensos<br />
ante un nuevo brote de Ébola.<br />
El ensayo se llevó a cabo en<br />
el 2015 en la región costera<br />
de Basse-Guinée, una zona<br />
de Guinea, cuando aún se seguían<br />
detectando nuevos casos<br />
de Ébola. En este ensayo,<br />
se aplicó el mismo diseño innovador<br />
utilizado anteriormente<br />
para erradicar la viruela. El<br />
denominado método de<br />
«vacunación anular» consistió<br />
en que, cada vez que se diagnosticara<br />
un nuevo caso de<br />
Ébola, el equipo de investigación<br />
rastreaba a todas las personas<br />
que habían estado en<br />
contacto con la persona infectada<br />
en las tres semanas anteriores.<br />
Este contacto incluye<br />
las personas que viven en el<br />
mismo hogar, aquellas que el<br />
enfermo había visitado o con<br />
las que había tenido un estrecho<br />
contacto.<br />
48
Se identificaron un total<br />
de 117 grupos o<br />
«anillos», cada uno formado<br />
por un promedio<br />
de 80 personas. Inicialmente,<br />
los anillos fueron<br />
escogidos de manera<br />
aleatoria para recibir la<br />
vacuna de inmediato o<br />
tras un periodo de 3 semanas<br />
y solo se vacunó<br />
a adultos de más de 18<br />
años. Tras la publicación<br />
de los resultados <strong>preliminar</strong>es<br />
que mostraban la<br />
eficacia de la vacuna, se<br />
administró inmediatamente<br />
la vacuna a todos<br />
los anillos y se abrió el<br />
ensayo a los niños de<br />
más de 6 años.<br />
El ensayo no solo demostró<br />
una alta eficacia<br />
entre las personas vacunadas,<br />
sino que también<br />
reveló que los miembros<br />
no vacunados de los anillos<br />
estaban indirectamente<br />
protegidos contra<br />
el virus del Ébola gracias<br />
a la estrategia de vacunación<br />
anular. Sin embargo,<br />
se necesitará de<br />
más investigación para<br />
conocer la efectividad de<br />
la<br />
denominada<br />
«inmunidad de grupo».<br />
Para evaluar la seguridad<br />
de la vacuna experimental,<br />
se mantuvo en<br />
observación a las personas<br />
vacunadas durante<br />
30 minutos tras la administración<br />
de la vacuna.<br />
Además, se mantuvieron<br />
repetidas visitas domiciliarias<br />
durante las 12 semanas<br />
siguientes. Aproximadamente<br />
la mitad de<br />
las personas vacunadas<br />
informaron de síntomas<br />
leves comunes que ocurren<br />
después de cada<br />
vacunación, como dolor<br />
de cabeza, fatiga o dolor<br />
muscular, pero se recuperaron<br />
en pocos días<br />
sin efectos a largo plazo.<br />
De los eventos adversos<br />
graves que se produjeron,<br />
dos se consideraron<br />
relacionados con la vacunación<br />
como una reacción<br />
febril y una anafilaxis<br />
y otro se consideró<br />
posiblemente relacionado<br />
con síndrome gripal.<br />
No obstante, las tres<br />
personas afectadas se<br />
recuperaron sin efectos<br />
a largo plazo.<br />
49
Desafortunadamente, no<br />
fue posible recoger<br />
muestras biológicas de<br />
las personas vacunadas<br />
para analizar su respuesta<br />
inmunitaria. Por fortuna,<br />
actualmente otros estudios<br />
analizan la respuesta<br />
inmunitaria a la<br />
vacuna. «Este ensayo<br />
histórico e innovador ha<br />
sido posible gracias a<br />
una colaboración y coordinación<br />
internacionales<br />
ejemplares, así como a<br />
la contribución de muchos<br />
expertos de todo el<br />
mundo y a la gran implicación<br />
local», afirmó el<br />
Dr. John-Arne Røttingen,<br />
director especialista del<br />
Instituto de Salud Pública<br />
de Noruega y presidente<br />
del grupo directivo del<br />
estudio.<br />
Una lucha que continua<br />
En enero del presente, la<br />
Alianza Gavi para las Vacunas<br />
proporcionó US$5<br />
millones a Merck para la<br />
futura adquisición de la<br />
vacuna una vez haya sido<br />
aprobada, precalificada<br />
y recomendada por la<br />
OMS. Merck, por su parte,<br />
se comprometió a garantizar<br />
entretanto la disponibilidad<br />
de 300,000 dosis de la<br />
vacuna para uso de<br />
emergencia y a presentar<br />
la solicitud de autorización<br />
de la vacuna de<br />
aquí a finales de 2017.<br />
Merck también ha presentado<br />
la vacuna al procedimiento<br />
OMS de evaluación<br />
y homologación<br />
para uso en emergencias,<br />
un mecanismo mediante<br />
el cual las vacunas,<br />
los medicamentos y<br />
los medios de diagnóstico<br />
experimentales pueden<br />
ser utilizados antes<br />
de obtener la autorización<br />
oficial.<br />
Actualmente se están llevando<br />
a cabo estudios<br />
adicionales para obtener<br />
más datos sobre la seguridad<br />
de la vacuna en niños<br />
y otras poblaciones<br />
vulnerables, como las<br />
personas infectadas por<br />
el VIH y mujeres embarazadas.<br />
50
. Cabe mencionar que en el caso de<br />
que se produjesen rebrotes de Ébola<br />
antes de obtener la aprobación, se podría<br />
acceder a la vacuna a través de un<br />
procedimiento llamado de «uso<br />
compasivo» que permite utilizar la vacuna<br />
previa firma de un consentimiento<br />
informado. Merck y los asociados de la<br />
OMS trabajan para recopilar datos que<br />
respalden las solicitudes de licencia.<br />
El rápido desarrollo de la vacuna rVSV-<br />
ZEBOV ha contribuido a la elaboración<br />
del plan de investigación y desarrollo<br />
de la OMS, una estrategia mundial para<br />
acelerar el desarrollo de pruebas, vacunas<br />
y medicamentos eficaces durante<br />
las epidemias. Esta vacuna previene el<br />
surgimiento de nuevos brotes y podría<br />
representar la esperanza de poder<br />
erradicar este problema.<br />
Si desea saber más, lo invitamos a visitar<br />
51
Es de broma...<br />
52
María Isabel Canales Maristany #1, Mara Durán Gálvez #5 y Montserrat Gutiérrez Blanco #7 2ºA 31 de noviembre de 2017