Avances en investigaciones sobre la esquizofrenia

Unos científicos han descubierto una importante similaridad entre los fallos genéticos que hay tras la esquizofrenia y tras la depresión maníaca, en un avance que se espera abra el camino hacia nuevos tratamientos para estas dos enfermedades mentales tan comunes y que afectan a millones de personas.

Hasta ahora, los médicos habían dado por hecho que las dos enfermedades eran bastante diferentes, pero esta nueva investigación indica, por primera vez, que ambas tienen una base genética común que conduce a las personas al desarrollo de una u otra dolencia.

Tres estudios internacionales diferentes investigaron la base genética de la esquizofrenia mediante el análisis de unos 15.000 pacientes y cerca de 50.000 sujetos sanos para averiguar que miles de diminutas mutaciones genéticas –conocidas como polimorfismos de un solo nucleótido (SNP, por sus siglas en inglés)– funcionan incrementando el riesgo de desarrollar la enfermedad.

Cada mutación por sí sola incrementa alrededor de un 0,2% el riesgo de desarrollar esquizofrenia, pero colectivamente se observó que son responsables de al menos un tercio del riesgo total de desarrollar la enfermedad. Se sabe que la enfermedad tiene un fuerte componente hereditario, alrededor de un 80% del riesgo total, pero también está influenciada por la educación y el entorno.

No obstante uno de los descubrimientos más sorprendentes derivado de los tres estudios fue que el mismo conjunto de variaciones genéticas en los SNP estaba también relacionado con el trastorno bipolar, algo que contradice la ortodoxia psiquiátrica para la que ambas enfermedades son clínicamente distintas. Los resultados suponen un hito en la comprensión tanto de la esquizofrenia como de la depresión maníaca –también conocida como trastorno bipolar– los que podría conducir finalmente a nuevas formas de prevención y tratamiento de estas enfermedades.

"Si tras la esquizofrenia y el trastorno bipolar están algunos de los mismos riesgos genéticos, quizá estos trastornos se originan a partir alguna vulnerabilidad común en el desarrollo del cerebro", señaló Thomas Insel, director del US National Institute for Mental Health de Bethesda, Maryland, que financió parte de los estudios.

Aunque los estudios sobre la esquizofrenia de momento solo han identificado un puñado de las miles de variaciones genéticas implicadas en la enfermedad mental, los científicos creen que representa un avance que acelerará la comprensión de la enfermedad y el desarrollo de nuevos fármacos y tratamientos.

Los tres estudios, publicados en la revista Nature, han sido posibles gracias a los avances técnicos en el análisis del genoma de los pacientes, que permite a los científicos observar grandes cantidades de ADN para realizar comparaciones entre los pacientes y las personas sanas utilizadas como "control".

Fuente: The Independent Science

Avion impulsado por energía solar

Un aventurero suizo, Bertrand Piccard, ha presentado un prototipo de avión impulsado por energía solar con el que espera, finalmente, volar por todo el mundo. El vehículo, de 61m pero con un peso de tan solo 1.500kg, deberá pasar unas pruebas para demostrar que puede volar por la noche.

El Dr. Piccard, que hizo historia en 1999 dando la vuelta al mundo en globo sin ninguna parada, afirma querer demostrar el potencial de las energías renovables.

La versión final del avión intentará cruzar primero el atlántico en el 2012. Será una empresa arriesgada ya que la tecnología solar y de baterías todavía está alcanzando ahora el suficiente punto de madurez como para mantener el vuelo por la noche y únicamente en vuelos no tripulados.

Pero el equipo Solar Impulse del Dr. Piccard ha invertido una enorme energía –y no poco dinero– en intentar lograr lo que considera un diseño avanzado.
El HB-SIA tiene el aspecto de un planeador pero del tamaño de un avión comercial moderno.

El aeroplano está hecho con materiales compuestos para lograr que sea extremadamente ligero y utiliza células solares, baterías, motores e impulsores supereficaces para que funcione en las horas de oscuridad.

El Dr. Piccard empezará probándolo con vuelos de corta distancia en los que el avión se elevará a penas unos cuantos metros en el aire.

A medida que aumente su confianza en el avión, el equipo pasará a realizar un vuelo de día y noche. Esto nunca se ha hecho en un avión pilotado impulsado por energía solar.

El HB-SIB debería sustituir al HB-SIA. Probablemente, será más grande que el anterior e incorporará una cápsula presurizada y una mejor aviónica. Será este vehículo el que intente dar la vuelta al mundo (después de intentar cruzar primero el atlántico).

Fuente: BBC Science

Nuevo sistema de calefacción con un clúster informático

Hasta ahora, los ordenadores se han utilizado para modelar el cambio climático, pronosticar las tendencias económicas y simular las intricadas complejidades del plegamiento de proteínas. Ahora, IBM guarda algo nuevo para los ordenadores de alto rendimiento: calentar edificios.

Gracias a un novedoso sistema en chip de refrigeración por agua desarrollado por la compañía, la energía térmica de un clúster de procesadores informáticos se puede reciclar eficazmente para proporcionar agua caliente a una oficina, señaló Bruno Michel, del Laboratorio de Investigación de IBM en Zurich, Suiza. El objetivo, según él, es mejorar la eficiencia energética de grandes clústers informáticos y reducir su impacto medioambiental.

Se espera que un plan piloto, consistente en un sistema informático equipado con esta tecnología, pueda ahorrar hasta 30 toneladas de emisiones de dióxido de carbono al año (el equivalente a una reducción del impacto de carbono del 85%). Una novedosa red de capilares microfluídicos en el interior de un disipador de calor va unida a la superficie de cada chip del clúster informático, lo que permite que el agua circule a micrómetros del material semiconductor. A pesar de su estrecha proximidad con el circuito, no hay peligro de fugas, señala Michel, porque los capilares están herméticamente sellados. Al fluir el agua tan cerca de cada chip, se puede eliminar el calor de forma más eficaz. El agua calentada hasta una temperatura de 60°C se pasa luego a través de un intercambiador de calor para proporcionar calor que se envía a otro sitio.

IBM, que ha pasado varios años desarrollando esta tecnología de refrigeración, planea probarla en colaboración con el Instituto Federal Suizo de Tecnología, en Zurich. El Laboratorio de ingeniería y ciencias computacionales de la universidad utilizará un clúster informático de 10 teraflops, formado por dos servidores BladeCenter de IBM en un solo rack, para modelar la dinámica de fluidos para la investigación en nanotecnología. El agua se introducirá, a continuación, en el sistema de calefacción de la Universidad, donde calentará hasta 60 edificios.

Fuente: Technology Review

Diseño de coche de hidrógeno de código abierto

El fabricante de un coche de hidrógeno presentado en Londres esta semana, ha anunciado que pondrá sus diseños disponibles en línea para que se puedan construir y mejorar a nivel local.

El coche de Riversimple alcanza los 80km/h y puede viajar 322km antes de volver a repostar, con una eficacia equivalente a 482,8km cada 3,8 litros.

Los coches se alquilarán con los costes de combustible y reparación incluidos, por un precio estimado de 200 libras (unos 230€) al mes.

La compañía espera empezar a producir los coches en el 2013, aunque su primer objetivo, para el año que viene, es sacar 10 prototipos en una ciudad del Reino Unido, todavía por confirmar.

Riversimple se ha asociado con la compañía de suministro de gas BOC para instalar estaciones de hidrógeno para los coches en la ciudad en la que se probarán los prototipos.

El coche en sí es una amalgama de enfoques de gran eficacia en el diseño de automóviles.

Sus cuatro motores están impulsados por una pila de combustible de apenas 6kw, en contraste con otros diseños actuales que necesitan más de 85kw; el motivo es que la aceleración desde cero requiere una gran cantidad de energía.

La solución de Riversimple es impulsar el coche además con los llamados "ultracondensadores", que almacenan grandes cantidades de carga eléctrica y son capaces de liberar esa carga de forma casi instantánea para proporcionar la energía necesaria para acelerar desde cero.

Los ultracondensadores, a su vez, se cargan a partir del movimiento del coche, convirtiendo la energía de este movimiento en energía almacenada.
Sin un motor de combustión, caja de cambios o transmisión y con una carrocería hecha de compuestos de fibra de carbono, pesa 350kg.

La compañía afirma que su coche está más cerca del mercado que cualquiera de los de la competencia, pero lo que los diferencia es su inusual modelo de negocio. Según ellos, con el modelo de leasing, el principal interés del fabricante es producir vehículos de alta calidad, que duren muchos años y con un consumo eficaz de combustible, con el fin de reducir los costes tanto de hidrógeno como de las reparaciones.

Por otra parte, la compañía distribuirá los diseños de ingeniería de su coche a la fundación 40 Fires, una organización sin ánimo de lucro que convertirá los diseños en "open source". La idea, según ellos, es facilitar la fabricación a nivel local en pequeñas fábricas.

Además, los diseños se pueden adaptar a los mercados locales, utilizando piezas o materiales de fuentes que haya a nivel local.

A cambio, el acuerdo es que si los fabricantes locales mejoran los diseños, deberán enviárselos a Riversimple; de ahí que la compañía lo describa como que su "red de fabricantes" puede contribuir al desarrollo global de la línea de producto.

Fuente: BBC Science

Coches híbridos de Volvo

Este verano la compañía sueca de automóviles Volvo y la europea de energía Vattenfall empezarán a probar automóviles híbridos que se enchufan y a recolectar información de cómo conduce la gente realmente y dónde los recargan. Posteriormente, utilizarán esta información para perfeccionar el diseño de los vehículos que se espera que lleguen al mercado europeo en el 2012.

Con este anuncio, Volvo se suma a otros importantes fabricantes de coches en su camino hacia vehículos alternativos. Las compañías, entre las que se incluyen Fisker, GM y Toyota, han afirmado que empezarán a vender vehículos híbridos “enchufables” en los EEUU en los próximos años. El híbrido enchufable de Volvo, con un rango solo eléctrico de unos 50 kilómetros, está diseñado para el mercado europeo, en donde el recorrido medio es más corto que en los EEUU. La compañía no ha señalado todavía si venderá también estos coches en los EEUU.

De momento, Volvo ha construido tres de los híbridos enchufables para realizar pruebas preliminares y podría construir hasta 50, dependiendo del rendimiento de estos primeros modelos. Uno d elos coches que se probará este verano puede recorrer hasta 50km con un motor eléctrico de 100 caballos de potencia impulsado por una batería de ion-litio, antes de cambiar a un motor diésel de 205 caballos. Según la compañía, los otros dos coches tienen unas especificaciones similares. Todos los coches disponen de dos enchufes: uno para recargarlos en unas cinco horas, enchufados a un enchufe estándar de pared; y el otro, para recargarlos en unas dos horas, enchufados en unas estaciones de carga especiales, desarrolladas por nuevas compañías de tecnología punta que trabajan con Vattenfall.

Los coches llevan incorporado un sistema de "carga inteligente" desarrollado por el Argonne National Laboratory, en Argonne, Illinois. El sistema combina un cargador de batería con un teléfono móvil y GPS que transmite el estado de la carga de la batería y la localización del vehículo –ya sea una casa o la estación de carga–, a un operador. "El coche no empieza la recarga hasta que llama a la compañía y recibe el sí", señala Ichiro Sugioka, científico del Volvo Monitoring and Concept Center, en Camarillo, California.

Volvo podría incorporar sistemas de monitorización similares en las versiones comerciales de los híbridos enchufables si los test actuales demuestran su utilidad. Potencialmente, el sistema de carga inteligente podría permitir que las utilidades optimizasen el consumo eléctrico, evitando recargas innecesarias en momentos de elevada demanda eléctrica.

Otro motivo para recopilar este tipo de datos es que se puede utilizar para optimizar el diseño del coche. De hecho, Volvo está trabajando con múltiples fabricantes de baterías (cuyos nombres no han revelado) y todavía no ha terminado el diseño del vehículo, señala Sugioka. Algunas baterías tienen una densidad de energía mejor y pueden aguantar más tiempo entre cada recarga; otras son más potentes.

Fuente: Technology Review

Nuevo tipo de aislante topológico

Físicos del SLAC National Accelerator Laboratory del ministerio de energía estadounidense y de la Univesidad de Stanford han confirmado la existencia de un tipo de material que algún día podría dar lugar a procesadores informáticos considerablemente más rápidos y eficaces.

El nuevo material permite que los electrones de su superficie viajen sin pérdida de energía a temperaturas ambiente y se puede fabricar utilizando las tecnologías existentes par los semiconductores. Un material como este podría suponer un salto en las velocidades de los microchips e incluso convertirse en la base de un nuevo tipos de industria informática basada en la espintrónica, la próxima evolución de la electrónica.

Los físicos Yulin Chen, Zhi-Xun Shen y sus colegas, estudiaron el comportamiento de los electrones en el compuesto telururo de bismuto. los resultados, publicados en línea el 11 de junio en la revista Science Express, muestran una clara firma de lo que se denomina aislante topológico, un material que permite la libre circulación de electrones por su superficie sin pérdida de energía.

El descubrimiento fue el resultado del trabajo en equipo entre físicos teóricos y experimentales del Stanford Institute for Materials & Energy Science, ligado al SLAC-Stanford institute. En los últimos meses, el teórico de SIMES Shoucheng Zhang y sus colegas pronosticaron que varios compuestos de antimonio y bismuto servirían como aislantes topológicos a temperatura ambiente. Este trabajo confirma sus pronósticos con el telururo de bismuto.

Los científicos examinaron muestras de telururo de bismuto utilizando rayos X del Stanford Synchrotron Radiation Lightsource en el SLAC y la Advanced Light Source del Lawrence Berkeley National Laboratory. Cuando Chen y sus colegas investigaron el comportamiento de los electrones, observaron una clara firma de aislante topológico. Y no solo eso, el grupo descubrió que la realidad del telururo de bismuto era mejor incluso que la teoría.

"Los teorizadores se acercaron mucho", señaló Chen, "pero hay una diferencia cuantitativa". Los experimentos mostraron que el telururo de bismuto podría tolerar temperaturas aún más elevadas de las pronosticadas por los teorizadores. "Esto significa que la aplicación del material está más próxima de lo que pensábamos", añadió.

Fuente: Science Daily

Cargador de teléfono sin cable eléctrico

Hablar de un teléfono que no necesita recarga puede sonar demasiado bueno para ser verdad, pero según este artículo publicado en Technology Review, Nokia afirma estar desarrollando un prototipo de dispositivo que capta suficiente energía de las ondas de radio que hay en el ambiente como mantener un teléfono móvil al máximo de carga en modo standby.

La radiación electromagnética ambiente –emitida por transmisores Wi-Fi, antenas de telefonía, repetidores de TV y otras fuentes– se puede convertir en una corriente eléctrica suficiente como para mantener cargada una batería, señala Markku Rouvala, investigador del Nokia Research Centre, en Cambridge, Reino Unido.

Rouvala afirma que el prototipo de Nokia puede aprovechar hasta 50 milivatios de energía, lo suficiente para recargar lentamente un teléfono o mantenerlo funcionando en modo standby. "Podríamos mantenerlo en standby de forma indefinida", señaló.
El dispositivo de Nokia funciona de acuerdo con los mismos principios que una radio de cristal o etiqueta de identificación de radiofrecuencia (RFID): convirtiendo las ondas electromagnéticas en señales eléctricas. Esto requiere dos circuitos pasivos.

"Incluso si solo se están obteniendo microvatios, se puede aprovechar energía, siempre y cuando el circuito no esté utilizando más energía de la que recibe", señaló Rouvala.

Para aumentar la cantidad de energía que se puede aprovechar y el rango en que funciona, el dispositivo de Nokia convierte un amplio rango de frecuencias. "Necesita un receptor de banda ancha", señala Rouvala, lo que le permite captar señales de entre 500 megahertzios y 10 gigahertzios; un rango que abarca muchas señales de comunicación de radio diferentes.

Históricamente, las tecnologías de aprovechamiento de energía se han encontrado únicamente en mercados de nichos, impulsando concretamente los sensores inalámbricos y las etiquetas RFID. Si la afirmación de Nokia se cumple, esto podría llevar el aprovechamiento de energía a los principales dispositivos de consumo.

A comienzos de año, Joshua Smith, de Intel, y Alanson Sample, de la Universidad de Washington, en Seattle, desarollaron un sensor de temperatura y humedad que capta su energía de la señal emitida por una antena de TV de 1,0 megavatios a 4,1 kilómetros de distancia. Esto solo consigue generar 60 microvatios, aproximadamente la milésima parte de la energía que Nokia afirma estar consiguiendo.

Nokia se ha mostrado reservada con los detalles del proyecto, pero Rouvala confía en su futuro. Según él, esta tecnología se podría integrar en un producto en unos tres o cuatro años. Finalmente, añadió que Nokia planea utilizar esta tecnología en conjunto con otros enfoques de aprovechamiento de energía, como células solares incrustadas en la carcasa externa de los dispositivos.