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Reconocimiento

Del LED azul al GPS cerebral

La edición de 2014 del Premio Nobel destaca los avances en microscopía, neurociencia y óptica

El estadounidense John O'Keefe

Per Henning/ NTNUEl estadounidense John O’Keefe…Per Henning/ NTNU

Investigadores de Estados Unidos, Japón, Alemania, el Reino Unido, Noruega y Francia fueron agraciados con el más importante premio científico del planeta. La edición 2014 del Premio Nobel reconoció aportes que superaron barreras de la microscopía óptica tradicional, viabilizaron la producción de lámparas LED, detectaron de qué manera mantiene el cerebro el sentido de orientación en el espacio y apuntaron cómo deben regularse las grandes corporaciones.

Dos estadounidenses y un alemán ganaron el Nobel de Química por lograr que microscopios visualicen estructuras minúsculas dentro de células vivas. Eric Betzig, de 54 años, del Instituto Médico Howard Hughes, William Moerner, de 61 años, de la Universidad de Stanford, y Stefan Hell, de 52 años, del Instituto Max Planck de Química Biofísica, fueron los laureados por la Real Academia Sueca de Ciencias. Desde el siglo XVII, los microscopios ópticos hicieron posible el estudio de microorganismos, pero sólo hasta cierto punto. La microscopía óptica convencional tiene una limitación física, enunciada en 1873 por el físico alemán Ernst Abbe: su  resolución será inferior a la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada. Para la luz visible, ese límite es de dos décimas de micrón (un micrón equivale a la milésima parte de un milímetro). Una bacteria no es mucho mayor que eso y había poca esperanza de vislumbrar detalles dentro de las células.

... y la pareja noruega formada por Edvard y May-Britt Moser: cómo se orienta la gente en espacios complejos y distintos

Geir Mogen/ NTNU … y la pareja noruega formada por Edvard y May-Britt Moser: cómo se orienta la gente en espacios complejos y distintosGeir Mogen/ NTNU

La barrera de dos décimas de micrón persiste, pero los tres científicos encontraron una manera de sortear sus efectos. Eso gracias a la capacidad de marcar a las moléculas biológicas, acoplándolas a una proteína llamada GFP, que en determinadas condiciones se vuelve fluorescente. Los descubrimientos de Betzig, Moerner y Hell transformaron la microscopía en nanoscopía: el nanómetro, la millonésima parte del milímetro, es la escala de las moléculas individuales. Este desarrollo permitió ver cómo se forman las conexiones nerviosas en el cerebro o hacer un seguimiento de las proteínas implicadas en enfermedades tales como el Parkinson o el Alzheimer. “La microscopía, que era una técnica biológica, pasó a ser una técnica química”, afirmó Sven Lidin, presidente del comité del Nobel de Química.

En el año 2000, Hell desarrolló el primer método, en el cual se emplean dos haces de láser. Uno de de éstos estimula a las moléculas fluorescentes a brillar, en tanto que el otro cancela todo brillo, excepto los de volúmenes en escala nanométrica. Al digitalizar la muestra, el microscopio logra generar una imagen con una resolución mucho mayor que el límite estipulado por Abbe. Seis años después, Betzig y Moerner sentaron las bases del segundo método, que consiste en la posibilidad de conectar y desconectar la fluorescencia individual de las moléculas. Así, los científicos logran hacer varias imágenes de una misma área, permitiendo que brille sólo una molécula por vez. La superposición produce una imagen en resolución superior a la del límite de dos décimas de micrón.

Nakamura...

Randy Lamb/ UCSBNakamura…Randy Lamb/ UCSB

Un GPS incrustado en el cerebro
El Nobel de Medicina o Fisiología le correspondió al trío de científicos John O’Keefe, de 75 años, de la Universidad College London, Inglaterra, y la pareja formada por May-Britt, de 51 años, y Edvard Moser, de 52 años, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología de Trondheim, por su descubrimiento de un conjunto de células que constituye un sistema de ubicación que le permite al cerebro orientarse en los ambientes. “Este GPS interno permite que nos orientemos en el espacio y demuestra la existencia de una base celular para una función cognitiva de alto nivel”, informó el comunicado del Comité Nobel.

La contribución de O’Keefe y de la pareja Moser contestó una pregunta que desafiaba a los neurocientíficos: ¿cómo logra el desarrollar el cerebro un mapa del ambiente que lo rodea y cómo se orientan las personas en espacios complejos y distintos con base en ese mapa? O’Keefe detectó los primeros componentes celulares de ese sistema de posición en 1971. En esa época, observó que un grupo de neuronas de una zona del cerebro llamada hipocampo siempre se activaba cuando ratones eran puestos en lugares específicos más de una vez. Es decir, el cerebro marcaba esos ambientes como puntos de referencia. Y denominó a esas neuronas “células de posición” o “células de lugar”.

....), Amano y Akasaki: una transformación en la forma de iluminar el mundo

Kaz Photography/ Getty Images …Amano y Akasaki: una transformación en la forma de iluminar el mundoKaz Photography/ Getty Images

A mediados de la década de 1990, O’Keefe recibió en su laboratorio a dos posdoctorandos noruegos: May-Britt y Edvard Moser. Éstos se interesaron en las células de lugar y, cuando regresaron a su país, se abocaron a esa línea de investigación investigando las conexiones entre éstas y otras células nerviosas. Observaron que en una estructura cerebral cercana al hipocampo llamada corteza entorrinal, ciertas células se activaban cuando el roedor pasaba por una determinada posición del espacio. Dejaron circular a los animales libremente y monitorearon sus actividades cerebrales mediante electrodos. Y así registraron los sitios donde las células de la corteza entorrinal se activaban. En 2005 anunciaron en un artículo publicado en la revista Nature que los sitios de activación formaban una rejilla hexagonal a la que denominaron “células de grilla o retícula”, que constituían un sistema de coordenadas espaciales.

La luz que faltaba
Un trío de investigadores japoneses ganó el Nobel de Física. Isamu Akasaki, de 85 años, e Hiroshi Amano, de 54, ambos de la Universidad de Nagoya, Japón, y Shuji Nakamura, de 60 años, de la Universidad de California en Santa Bárbara, Estados Unidos, desencadenaron una transformación en la forma en que el mundo es iluminado, con mayor ahorro de energía. A comienzos de la década de 1990, desarrollaron un diodo emisor de luz (LED) azul que permitió la creación de fuentes de luz blanca eficientes y ambientalmente sostenibles: las lámparas LED.

Stefan Hell (a la izq.), Eric Betzig y William Moerner (a la der.): transformación de la microscopía en nanoscopía

BERND SCHULLER / MPIBPC; MATT STALEY / HHMI; LINDA A. CICERO / STANFORD NEWS SERVICEStefan Hell (a la izq.), Eric Betzig y William Moerner (a la der.): transformación de la microscopía en nanoscopíaBERND SCHULLER / MPIBPC; MATT STALEY / HHMI; LINDA A. CICERO / STANFORD NEWS SERVICE

Los LEDs son dispositivos electrónicos que convierten energía eléctrica en luz utilizando materiales semiconductores. “En los LEDs, la electricidad se convierte en partículas de luz –los fotones–, lo cual genera mejoras de eficiencia con relación a otras fuentes de energía en las cuales la mayor parte de la electricidad se convierte en calor y sólo una pequeña parte en luz”, informó la Real Academia Sueca de Ciencias. El desarrollo del LED azul es reciente. Hasta mediados de la década de 1990, solamente se habían creado los diodos de luz verde y rojos. Pero era necesario un tercer componente para obtener luz blanca, actualmente usada en todas partes para la iluminación.

El profesor Isamu Akasaki y su alumno de doctorado Amano trabajaban juntos en la Universidad de Nagoya. En tanto, Nakamura lo hacía en una pequeña empresa japonesa, Nichia Chemicals. Los tres científicos apostaban que el material semiconductor destinado a obtener una emisión de luz azul debería ser el nitruro de galio, y trataron de obtener cristales de alta calidad de ese compuesto. Utilizando métodos distintos, crearon en 1992 los primeros LEDs azules.

Tirole: cómo regular sectores con pocas empresas poderosas

IDEITirole: cómo regular sectores con pocas empresas poderosasIDEI

Para el físico Vanderlei Salvador Bagnato, docente del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (USP), con sede en la ciudad de São Carlos, el principal mérito de los científicos laureados con el Nobel consistió en obtener el elemento que faltaba para desencadenar lo que él denomina como tercera revolución de la óptica. “Las lámparas incandescentes constituyeron la primera revolución, pues sacaron a la humanidad de la oscuridad”, dice Bagnato, quien es coordinador del Centro de Investigación en Óptica y Fotónica (Cepof), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) de la FAPESP. Luego, afirma Bagnato, llegó el láser, y con él una nueva forma de emisión de luz. “Ahora vivimos la era de la luz LED, que ha venido expandiendo las posibilidades de aplicación de la óptica, tanto en la comunicación como en la iluminación”, afirma el profesor.

Cómo regular a las corporaciones
Los análisis acerca del poder de mercado de grandes corporaciones le redituaron al francés Jean Tirole, de 61 años, el Premio Nobel de Economía de 2014. Fue galardonado por investigar de qué modo las grandes empresas deben ser reguladas para evitar que los consumidores salgan perjudicados. “Jean Tirole ha realizado importantes aportes teóricos en diversas áreas, pero especialmente ha dilucidado especialmente cómo entender y regular sectores con pocas empresas poderosas”, se informó en la nota de la Academia Sueca. Investigador de la Universidad de Ciencias Sociales de Toulouse, Tirole demostró teóricamente que algunas reglas, tales como la limitación de precios de los monopolios y la prohibición de la cooperación entre empresas competidoras para evitar carteles pueden funcionar bien en ciertas condiciones, pero tienen más efectos negativos que positivos en otras circunstancias. Sus análisis sobre empresas con poder de mercado resultaron en una teoría que les mostró a los gobiernos cómo obrar con fusiones y carteles y cómo regular monopolios. Para el economista francés, la política de reglamentación de la competencia debe adaptarse cuidadosamente a las condiciones específicas de cada industria.

El indio Kailash Satyarthi (<em>der.</em>) y la paquistaní Malala Yousafzay(<em>izq.</em>): reconocimiento por la lucha contra la violencia y por la educación de niños y jóvenes. Patrick Modiano (<em>centro </em>) es el 11º francés que gana el Nobel en la categoría, con una obra cuyos temas son la memoria, la identidad y la culpa

BBC WORLD SERVICE; RUSSELL WATKINS / DEPA RTMENT FOR INTERNATIONAL DEVELOPMENT; CATHERINE HELIE / GALLIMARDEl indio Kailash Satyarthi (der.) y la paquistaní Malala Yousafzay (izq.): reconocimiento por la lucha contra la violencia y por la educación de niños y jóvenes. Patrick Modiano (centro) es el 11º francés que gana el Nobel en la categoría, con una obra cuyos temas son la memoria, la identidad y la culpaBBC WORLD SERVICE; RUSSELL WATKINS / DEPA RTMENT FOR INTERNATIONAL DEVELOPMENT; CATHERINE HELIE / GALLIMARD

Memoria y lucha contra la violencia

Aparte de la categorías científicas y de economía, también se anunciaron los ganadores de los premios Nobel de la Paz y de Literatura. El escritor Patrick Modiano, de 69 años, se convirtió en el 11º francés contemplado con el Nobel de Literatura. Según el comité de distinción, se lo escogió por su sensibilidad al trabajar con temas tales como la memoria y el olvido y al abordar el período de la ocupación nazi, telón de fondo de muchas de sus más de 30 novelas. En tanto, el Nobel de la Paz fue para Malala Yousafzay, una paquistaní de 17 años, y para el ingeniero indio Kailash Satyarthi, de 60 años. El reconocimiento se les concedió debido a la lucha de ambos contra la violencia impuesta a jóvenes y niños y por la garantía de su derecho a la educación.

Los vencedores del Ig Nobel

Siempre en septiembre, en una ceremonia que se realiza en el Teatro Sanders da Universidad Harvard, unos mil espectadores asisten a la entrega del más excéntrico premio científico. Se trata del Ig Nobel, que destaca investigaciones cuyas premisas parecen chistes (pero no lo son) y “se destinan a celebrar lo inusual, a honrar lo imaginativo y a estimular el interés de la gente en la ciencia, la medicina y la tecnología”, tal como lo define la revista Annals of Improbable Research, que desde 1991 organiza el evento. El Ig Nobel de Física se le adjudicó a un grupo de científicos de Japón que se dedicó a investigar por qué las cáscaras de banana son resbaladizas. En el trabajo, publicado en la revista Tribology Online, se midió el rozamiento entre un zapato, una cáscara de banana y el suelo. En la categoría Neurociencia, el ganador fue un grupo de investigadores chinos y canadienses que analizó, mediante el empleo de resonancia magnética, cómo funcionan los cerebros de las personas que ven el rostro de Jesucristo en las tostadas. El premio de Psicología reconoció el aporte de un artículo publicado en la revista Personality and Individual Differences, referente a un estudio en el cual se investigó la relación entre el hábito de permanecer despierto hasta tarde y la probabilidad de convertirse en un psicópata. En la categoría Salud Pública, la victoria le correspondió a investigadores de cuatro países que evaluaron si vivir con un gato es o no es peligroso para la salud mental. El Ig Nobel de Biología, conquistado por científicos de Alemania, la República Checa y Zambia, documentó que los perros, cuando defecan y orinan, prefieren alinear el eje de su cuerpo con el eje geomagnético norte-sur de la Tierra. Este artículo salió publicado en la revista Frontiers in Zoology. El premio de Economía fue para el Instituto Nacional de Estadística de Italia, por incluir los ingresos con prostitución, contrabando y otras actividades ilícitas en los cálculos del tamaño de la economía. El premio de Medicina se les concedió a investigadores de la India y de Estados Unidos que demostraron la eficiencia de utilizar lonjas de carne de cerdo para contener hemorragias nasales persistentes. Científicos de Noruega, Estados Unidos, Canadá y Alemania ganaron el Ig Nobel de Ciencia sobre el Ártico al probar cómo reaccionaban los renos cuando veían a humanos disfrazados de osos polares. Investigadores españoles se alzaron con el premio en la categoría Nutrición: pusieron a prueba el uso de bacterias halladas en la materia fecal de bebés para la fermentación de chorizos.

 

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