Resuelto el misterio de la ilusión óptica que Galileo detectó hace cuatro siglos

Los círculos difuminados blanco y negro son iguales pero el blanco parece más grande. / SINC

El genio de la astronomía Galileo Galilei observó que cuando se miran algunos planetas a simple vista aparentan ser más grandes de lo que son en realidad. Ahora un equipo de la Universidad Estatal de Nueva York, liderado por un gallego, ha descubierto que una respuesta neuronal diferente a los colores claros y oscuros está detrás de este efecto visual, el mismo que hace que leamos mejor el negro sobre el blanco.

Esta semana se conmemora el 450 aniversario del nacimiento de Galileo Galilei (Pisa, 15 de febrero de 1564 – Arcetri, 8 de enero de 1642). Uno de los fenómenos que desconcertaba al famoso astrónomo era por qué el aspecto de planetas como Venus se presentaba ‘ampliado’ cuando se miraba a simple vista. De hecho, parecía ser ocho o diez veces más grande que Júpiter y, sin embargo, al observarlos con el telescopio este gigante gaseoso era cuatro veces o más grande que Venus.

Galileo se dio cuenta de que esta ilusión óptica no la producía el objeto, sino nuestros ojos, aunque no entendía el mecanismo: “Quizá sea porque su luz se refracta en la humedad que cubre la pupila, o porque se refleja desde los bordes de los párpados y luego estos rayos se difunden sobre la pupila, o por alguna otra razón�.

Las generaciones posteriores de científicos asumieron y compararon la existencia de este efecto óptico con lo que ocurre por el vaho en una lente empañada, pero no fue hasta el siglo XIX cuando el físico y médico alemán Hermann von Helmholtz se planteó en su Tratado de Óptica Fisiológica que se necesitaba algo más para explicar esta ilusión, además de notar que tenemos mejor resolución espacial para las cosas oscuras que para las iluminadas.

Ahora investigadores de la Universidad Estatal de Nueva York parecen haber encontrado la respuesta: Nuestra respuesta neuronal a los objetos claros y oscuros es diferente, ya que se procesa por canales distintos (ON y OFF) que no actúan de la misma manera.

“Los canales ON y OFF son vías de información que comienzan en la retina�, explica a Sinc el director del trabajo, el español José Manuel Alonso, “de tal forma que las células ON responden a la luz ON –los objetos claros– y las células OFF lo hacen a luz OFF –objetos oscuros–�.

Mediante el examen de las respuestas de las neuronas en el sistema visual del cerebro, los científicos han demostrado que los estímulos oscuros producen una respuesta neuronal fiel que representa exactamente el tamaño del objeto. Sin embargo, los estímulos con luz ofrecen una respuesta no lineal exagerada que hacen que estos se vean más grandes, como le ocurría a Galileo con Venus.

En su estudio, que publica esta semana la revista PNAS, los neurocientíficos han comprobado que los lunares o puntos blancos sobre fondo negro se ven más grandes que los mismos lunares o puntos cuando son negros sobre fondo blanco.

Al rastrear este fenómeno como una función de la forma en que las neuronas se colocan y se conectan en la retina y el cerebro, los autores consideran que probablemente esta ilusión se estableció en los fotorreceptores de los ojos desde los orígenes de la visión.

Según los autores, este efecto es el responsable de la forma en que vemos todo, desde las texturas hasta las caras, con sus partes claras y oscuras, además de explicar por qué es más fácil leer esta noticia con letras negras sobre fondo blanco –tenemos más resolución para lo oscuro– y no al revés.

Descubiertas en el Reino Unido las huellas humanas más antiguas en Europa

Escena Neandertal. / Orin Zebest (FLICKR)

Un equipo científico británico ha anunciado el hallazgo de unas huellas de pisadas humanas, de hace algo más de 800.000 años, que descubrieron en la costa de Norfolk. Es el rastro más antiguo de pisadas de homínidos que se conoce fuera de �frica, donde están las famosas huellas de Laetoli (Tanzania) de hace 3,6 millones de años.

“La importancia del descubrimiento, que se presenta en la revista PlosONE, es que las huellas proporcionan evidencia directa de los primeros humanos conocidos en el Norte de Europa”, afirma el Museo de Historia Natural de Londres, donde se presentará el hallazgo en una muestra. Se trata “de uno de los más importantes descubrimiento, si no el más importante, que se ha hecho en las costas británicas”, ha declarado Nick Ashton, del museo británico, informa la BBC. PlosONE anticipa que el artículo científico en cuestión estará disponible próximamente.

Las huellas de Norfolk, en el yacimiento de Happisburg, quedaron expuestas durante una marea baja en la zona, cuando el mar agitado limpió la arena que las cubría y unos investigadores las vieron. Tomaron imágenes de los sedimentos petrificados antes de que el mar se las tragase de nuevo, explica el museo londinense. Con esas fotografías y un modelo en tres dimensiones del rastro han trabajado los científicos que probablemente correspondían un grupo de cinco individuos, posiblemente familiar, de adultos y niños. La pisada más grande sería de un individuo que calzaría un número 42 actual y los investigadores estiman, por tanto, que mediría algo más de 1,70 metros, y el más pequeño, 90 centímetros.

Del aproximadamente medio centenar de huellas identificadas, solo una docena estaban razonablemente completas y solo en dos se apreciaban los dedos con detalle, señala The Independent. La huella mayor mediría unos 25 o 26 centímetros; otra rondaría los 18 a 21 centímetro y pudo ser de una hembra, mientras que las pequeñas estarían entre 14 y 16 centímetros. En cuanto a la datación, explica el rotativo británico, “los arqueólogos están ahora intentando precisar su edad que, por el momento, sitúan en torno a 850.000 años o 950.000.

“En aquella época, Gran Bretaña está todavía unida por tierra a la Europa continental y lo que ahora es el Happisburgh debió ser un terreno encharcado a varios kilómetros de la costa, con ciervos, bisontes y rinocerontes”, explica el museo en un comunicado. La zona habría proporcionado a aquellos humanos primitivos plantas comestibles, algas y mariscos, además allí podrían cazar, continúan esa institución, cuyos expertos forman parte del equipo autor del descubrimiento. En cuanto al clima, sería más frío que el actual, probablemente similar al que ahora tiene el sur de Escandinavia.

Chris Stringer, un reconocido experto en neandertales, del Museo de Historia Natural, considera que los humanos que dejaron aquellas huellas podrían estar relacionados con la población de Atapuerca, en concreto, aquellos cuyos restos se han conservado en el yacimiento de la Gran Dolina tienen también más de 800.000 años y fueron bautizados cuando se descubrieron los primeros fósiles, en 1994, como Homo antecessor.

En 2010, el mismo equipo de investigadores del yacimiento de Happisburg descubrieron herramientas de piedra, pero ahora las huellas confirman que los humanos efectivamente estaban en la región hace casi un millón de años, comentó Stringer a la BBC.

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El CNIO propone una nueva terapia combinada para el tratamiento del cáncer

Células cáncer de mama. / Pulmonary Pathology (WIKIMEDIA COMMONS)

El investigador del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) Marcos Malumbres y su equipo ha descubierto cómo el ‘etopósido’, un fármaco muy utilizado en el tratamiento de varios tipos de cáncer (pulmón, testículos, leucemia o tumores cerebrales), podría aumentar su eficiencia y especificidad en combinación con otros compuestos que interfieren en la división celular.

El trabajo, realizado en colaboración con los grupos de Óscar Fernández-Capetillo y Javier Muñoz del CNIO, y el equipo de Hiroyuki Yamano del Instituto del Cáncer de la Universidad de Londres, se publica en Cell Reports. El etopósido, un compuesto que se obtiene de variantes de la planta de la mandrágora, bloquea una proteína necesaria para la reparación del ADN mientras las células se dividen: la enzima topoisomerasa 2 (TOP2).

Al evitar la reparación del ADN, este bloqueo aumenta el daño en el material genético y la muerte celular. “El etopósido afecta a las células tumorales, que son las que más se dividen y necesitan de TOP2 para reparar su ADN, pero también a las células sanas”, lo que provoca enfermedades secundarias y toxicidad en el organismo, explica Malumbres. Por eso, el reto de los investigadores es “mejorar la ventana terapéutica del fármaco” para ganar efectividad y evitar los efectos secundarios asociados al tratamiento.

TRATAMIENTOS DIRIGIDOS HACIA LAS CÉLULAS TUMORALES

Hasta la fecha, los datos sobre las rutas moleculares que gobiernan los niveles de topoisomerasa en las células eran muy escasos y poco esclarecedores. Ahora, Manuel Eguren, investigador del equipo de Malumbres, ha relacionado por primera vez, en modelos animales de ratón y células humanas, TOP2 con la proteína reguladora de la división celular Cdh1, de forma que una disminución en la actividad de Cdh1 aumenta los niveles de TOP2 en las células.

Este trabajo permite identificar la fórmula para incrementar los niveles de TOP2 en las células. Así, el equipo investigador propone una nueva modalidad de tratamiento efectivo en tumores: combinar inhibidores de Cdh1 (entre ellos una sustancia llamada proTAME) con el etopósido.

“proTAME, que se encuentra en ensayos preclínicos para inhibir la división de las células tumorales, podría aumentar la efectividad del etopósido en células cancerígenas, aquellas que más se dividen y que por lo tanto tienen una mayor dependencia de TOP2 para mantener la integridad del ADN”, indican los investigadores.

Esta combinación de fármacos podría maximizar el efecto ‘terapéutico’ del etopósido e implicaría una reducción de dosis y una disminución en la toxicidad.

Por otra parte, trabajos anteriores indican que Cdh1 está inactiva en algunos pacientes debido a diversas mutaciones oncogénicas. “Nuestros datos sugieren que una estratificación de los pacientes en base al estado de Cdh1 en el tumor podría mejorar el efecto del etopósido en el tratamiento de esos pacientes”, asegura Malumbres.

NUEVOS RETOS

El siguiente paso del equipo de este investigador es estudiar este nuevo cóctel de fármacos en muestras de pacientes e investigar los tumores en los que esta nueva estrategia terapéutica podría ser más eficiente. El proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, la Unión Europea y la Comunidad de Madrid.

Europa da financiación para que siete proyectos de investigación españoles lleguen al mercado

El ERC financiará a 67 investigadores europeos, que ya habían recibido previamente sus prestigiosas becas. / Novartis AG

El Consejo Europeo de investigación (ERC) ha anunciado hoy a los ganadores de su competición Prueba de concepto. Un total de 67 investigadores europeos, que ya cuentan con las prestigiosas becas de este organismo, recibirán hasta 150.000 euros cada uno para llevar sus investigaciones al mercado. En España, el ERC ha elegido el trabajo de siete científicos con proyectos en medicina personalizada, nanotecnología y de grafeno, entre otras.

Los trabajos de siete científicos españoles han sido elegidos por el Consejo Europeo de investigación (ERC, por sus siglas en inglés) dentro de su competición Proof of concept (prueba de concepto), que busca llevar las investigaciones europeas más punteras al mercado.

Los proyectos en los que trabajan estos investigadores incluyen herramientas de genética aplicadas a la medicina personalizada, nanotecnología para selección celular, sensores de imagen de grafeno, el desarrollo de un maíz multivitamínico y catalizadores inspirados en la biología, entre otros.

En total el ERC financiará a 67 investigadores europeos, que ya habían recibido previamente las prestigiosas becas de este organismo, y que recibirán hasta 150.000 euros cada uno para hacer posible la comercialización de sus proyectos.

Según explica la institución en un comunicado, “la ciencia básica de primer nivel que financia el ERC está enfocada al avance del conocimiento, pero a veces puede generar aplicaciones inesperadas. El esquema Proof of concept permite el aprovechamiento de las excelentes ideas que financiamos�.

Aplicaciones comerciales
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Nuevos avances en la comprensión del mecanismo molecular del dolor

Bristol Denlinger, Carlos Fernández-Peña, Carlos Belmonte, Enoch Luis (fila delantera) y Jan-Albert Manenschijn, Félix Viana, Víctor Meseguer (fila trasera).

Investigadores del Instituto de Neurociencias, un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández, han identificado un nuevo mecanismo de activación de las neuronas sensoriales responsables del dolor producido por productos tóxicos bacterianos.

Este descubrimiento, publicado en la revista Nature Communications, podría abrir nuevas vías para el tratamiento del dolor y la inflamación asociado a las infecciones bacterianas, así como los trastornos vasculares del choque séptico, una grave secuela de las infecciones sistémicas producidas por bacterias patógenas.

El organismo combate las infecciones bacterianas mediante la activación de distintos elementos del sistema inmune que reconocen componentes estructurales de la bacteria como extraños y activan una cascada de defensa que lleva a la destrucción de los gérmenes. Hasta ahora se pensaba que el dolor asociado a las infecciones era secundario a la respuesta inflamatoria producida por el sistema inmune al entrar en contacto con las bacterias. Utilizando distintos abordajes experimentales, los investigadores han podido demostrar un mecanismo molecular diferente en la génesis del dolor que acompaña a las infecciones.

El hallazgo consiste en la demostración de una activación rápida y directa de una población de neuronas del dolor (neuronas nociceptivas, responsables de detectar estímulos dañinos o irritantes) por una endotoxina denominada LPS (lipopolisacárido), que forma parte de la pared de las bacterias Gram negativas y es la responsable principal, cuando se libera, de sus efectos patógenos. El equipo científico ha demostrado que un canal iónico, presente específicamente en esas neuronas del dolor, conocido como TRPA1, es quien actúa como sensor primario del LPS.

La fase experimental se ha llevado a cabo en ratones modificados genéticamente para que carecieran del canal iónico TRPA1, los cuales mostraron ausencia de dolor y también menor respuesta inflamatoria que los animales control tras la inyección intradérmica de LPS.

Asimismo, los estudios han revelado que la activación por LPS del canal TRPA1 presente en las terminaciones nerviosas produce la liberación de neuropéptidos vasodilatadores. También demuestra que la vasodilatación de las arterias producida por esos mismos productos bacterianos se inicia por un mecanismo dependiente de la activación de TRPA1.

En este trabajo, liderado por el Instituto de Neurociencias en Alicante, también han participado científicos de la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), la Universidad de Erlangen-Nürenberg (Alemania), la Universidad de Valladolid y la Universidad de Santiago de Compostela.

Guerra a la comida rápida: el plan de la Organización Mundial de la Salud para prevenir la obesidad

FOTOLIA / La OMS calcula que en 2015 habrá 1.500 millones de obesos si no se toman medidas

Controlar la obesidad es posible. Así lo establece un informe que acaba de hacer público la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el que se subraya que para evitar la cifra de 1.500 millones de obesos prevista para 2015 es necesario hacer un cambio de políticas relacionadas con la alimentación y la agricultura de los gobiernos.

Los autores del documento creen que sólo se podría frenar, e incluso revertir, la creciente epidemia de obesidad adoptando medidas para combatir el consumo de comida rápida. Eso es lo que asegura un estudio publicado en el Bulletin of the World Health Organization, realizado por un equipo de investigadores de EE.UU. e Irlanda, el primero en examinar los efectos de la desregulación de la economía, incluidos los sectores de la agricultura y alimentación, y el consiguiente aumento de las transacciones de comida rápida, en la obesidad a lo largo del tiempo. El estudio sugiere que si los gobiernos toman medidas, pueden prevenir el sobrepeso y la obesidad, dos situaciones que tienen graves consecuencias para la salud a largo plazo, como diabetes, enfermedades cardíacas y cerebrovasculares e incluso el cáncer.

Los investigadores en esta ocasión, en lugar de examinar la cantidad de puntos de venta de comida rápida o el consumo de fast food reconocido por los consumidores, adoptaron un enfoque innovador: calcularon el número de compras de comida rápida por habitante entre 1999 y 2008 en 25 de países de ingresos altos y los compararon con las cifras de índice de masa corporal (IMC) en los mismos países durante el mismo periodo de tiempo. (Se considera que una persona con un IMC de 25 o más tiene sobrepeso y con un IMC de 30 o más obesa).

Los resultados mostraron que mientras que el número medio de compras anuales de comida rápida por habitante aumentó de 26,61 a 32,76, el IMC promedio se incrementó de 25,8 a 26,4. Por tanto, cada aumento de 1 unidad en el número medio de compras de comida rápida por habitante se asoció con un incremento del 0,0329 en el IMC durante el periodo de estudio.

“A menos que los gobiernos tomen medidas para regular sus economías, la mano invisible del mercado continuará promoviendo la obesidad en todo el mundo, con consecuencias desastrosas para el futuro de la salud pública y la productividad económica”, señala el coordinador del trabajo, Roberto De Vogli, de la Universidad de California-Davis, EE.UU.

El estudio se centra en los países de altos ingresos, pero los resultados también serían de utilidad para los países en desarrollo, ya que “casi todos han experimentado un proceso de desregulación de los mercados y globalización, sobre todo en las últimas tres décadas”, dice De Vogli.

Las cifras del IMC también indican hasta qué punto los problemas de sobrepeso y obesidad se han generalizado y que, por término medio, las personas que viven en los 25 países tienen sobrepeso y lo han tenido en los últimos 15 años.

Los datos muestran que la compra comida rápida por habitante aumentó en los 25 países. Canadá tiene el dudoso honor de encabezar esta lista (16,6 compras por habitante), Australia (14,7), Irlanda (12,3) y Nueva Zelanda (10,1), mientras que Italia (1,5), Holanda (1,8), Grecia (1,9) y Bélgica (2,1) son los países en los que el incremento ha sido más bajo. (España se encuentra en una tasa de consumo de fast-food por habitante del 3,9).

Utilizando los datos de la Organización para la Alimentación y la Agricultura de las Naciones Unidas, los autores han visto que la ingesta de grasas animales disminuyó levemente de 212 kcal. por persona y día en 1999 a 206 kcal. en 2008, y que el consumo de calorías aumentó levemente en seis de esos años con 3.432 calorías por habitante y día en 2002, en comparación con 3.437 en 2008. Sin embargo, señalan, la mayoría de los hombres y las mujeres no necesita más de 2.500 y 2.000 calorías al día, respectivamente. “El estudio muestra la importancia de las políticas públicas para hacer frente a la epidemia de la obesidad”, reconoce Francesco Branca, Director del Departamento de Nutrición para la salud y el desarrollo en la OMS. “Se necesitan políticas dirigidas a la alimentación y la nutrición desde varios sectores como la agricultura, la industria, la salud, el bienestar social y la educación”, afirma Branca, quien advierte que “los países donde la dieta está cambiando de una rica en cereales a una alta en grasa, azúcar y alimentos procesados deben tomar medidas para que el suministro de alimentos esté en consonancia con las necesidades de salud de la población”.

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