domingo, 21 de enero de 2024

Genes creativos y emprendedores.

El sistema de neurotrasmisión, dependiente de la dopamina, vinculado a la cognición, la conducta y las emociones es uno de los más importantes del sistema nervioso central.
La dopamina producida en el cerebro nos hace sentir bien. Una descarga de dopamina es la respuesta a las actividades placenteras como comer o tener sexo. En cambio si no tenemos suficiente dopamina podemos sentirnos letárgicos, deprimidos o sin interés por la vida. Se han identificado 5 receptores de dopamina en el cerebro (D1, D2, D3, D4 y D5). Centraremos nuestro interés en el receptor D2 y en el receptor D4.
En el artículo científico “Thinking Outside a Less Intact Box: Thalamic Dopamine D2 Receptor Densities Are Negatively Related to Psychometric Creativity in Healthy Individuals” publicado en la revista científica PloSONE los investigadores establecieron que las personas muy creativas tienen menos densidad de receptores D2 de dopamina en el tálamo, una zona del cerebro encargada de filtrar los estímulos e impedir su llegada a la corteza cerebral, permitiendo un mayor flujo de información. La abundancia de información no censurada es la chispa necesaria para encender la creatividad; causa por la cual gente muy creativa es capaz de ver las conexiones más insospechadas a la hora de resolver problemas. Esa baja densidad de receptores D2 está asociada a quienes portan el alelo A1 del gen DRD2-TAQ.
Otro gen vinculado con la activación de ciertas zonas del cerebro por su incidencia en la producción de receptores D4 es el DRD4 presente en el brazo corto del cromosoma 11. Este gen se caracteriza por la repetición de su secuencia de ADN. Cuanto mayor sea el número de repeticiones, más ineficaz son los receptores que generan. Un gen DRD4 "largo" (más de 6 repeticiones) supone un bajo estímulo en ciertas partes del cerebro. Uno "corto", por el contrario, genera una alta sensibilidad. Las personas con el gen DDR4 "largo" tienen menos capacidad de respuesta al neurotransmisor necesitando tomar actitudes de riesgo tendientes a incrementar la producción de dopamina para lograr el mismo efecto de recompensa o placer que obtienen las personas con el gen "corto". Lo interesante del caso es que los poseedores del gen DRD4 "largo" frente a la necesidad de mayores estímulos desarrollaran una personalidad arriesgada y emprendedora.
Muchos se estarán preguntando si quienes no tienen las variantes genéticas citadas pueden  ser creativos y/o emprendedores exitosos. A ellos dos preguntas: ¿Cómo hará ese gran flujo de conocimientos para pasar la censura del tálamo con densidad de receptores D2 normal, llegar al cerebro y convertirse en asociaciones novedosas? ¿Podrá ese gran flujo de conocimiento mediante la motivación aumentar la generación de dopamina en quienes tienen el DRD4 “largo” logrando recompensa o placer al acometer nuevos emprendimientos?

Bibliografía

domingo, 7 de enero de 2024

La vida, ¿orden a partir del orden o del desorden?

En concordancia con la segunda ley de la termodinámica y el concepto de entropía, los estados ordenados (u organizados) son los menos probables (entropía negativa); mientras los estados desordenados son los más probables (entropía positiva). Un fenómeno ocurre cuando la variación de entropía total o del universo aumenta. Esta es la suma de la entropía del sistema y del medio. Si el sistema es un ser vivo, en un organismo ordenado su entropía será negativa a expensas de un mayor desorden del medio debido a que la suma de ambas debe ser mayor a cero si el hecho ocurre.
El premio Nobel Erwin Schrödinger  preguntaba:                      
¿Cómo consigue un organismo concentrar una corriente de orden en sí mismo y escapar así al caos atómico prescripto por la segunda ley de la termodinámica?
Los organismos continúan existiendo y desarrollándose  al incorporar energía de alta calidad, se alimentan de “entropía negativa”, es decir mantienen su organización interna a expensas de un mayor incremento de la desorganización en el exterior de sus cuerpos. Mientras su entorno tiende al desorden ellos incrementan su orden. He aquí el orden dentro el desorden para la vida.
En cambio la organización ordenada de  los seres vivos proviene de la copia de su material genético. Schrödinger  se maravillaba de que un proceso originado en la copia de una larga cadena de átomos (ADN) pueda producir más de cien billones de copias, en el caso de un mamífero. He aquí como se genera  orden a partir del orden, mediante un sistema químico de copia.
La tierra pasó de contener de 2500 millones de habitantes en 1950 a 8000 en el año 2023 produciendo mucha más materia ordenada a expensas de un planeta caóticamente desordenado energéticamente.
El padre de la economía biofísica Nicholas Georgescu-Roegen solía hablar del metabolismo de la sociedad humana centrado en las trasformaciones de energía y materiales necesarias para su existencia. Introdujo los conceptos de metabolismo endosomático y metabolismo exosomático para diferenciar las transformaciones de energía y materiales que tienen lugar dentro y fuera del cuerpo humano. Así el metabolismo endosomático está relacionado a  una alimentación con entropía negativa a través del consumo de alimentos conteniendo energía ordenada en uniones químicas provenientes en última instancia de la fotosíntesis, cuya eficiencia fotosintética general máxima de 3 al 6% de la radiación solar total, el resto de la radiación solar aumenta la entropía del medio.
El sol es la única fuente de energía que ha abastecido y abastece a las “fábricas de vida” que son las células. Desde el punto de vista del aprovechamiento por las células de la energía solar existen dos variedades: las fotosintéticas que hacen acopio o “empaquetan energía” y las que no contienen clorofila: las células de los individuos del reino animal, incluido el hombre. Comprende a los animales que comen vegetales (herbívoros) y a los animales que comen animales quienes a su vez comieron vegetales (carnívoros). 
En cambio el metabolismo exosomático está vinculado con la energía consumida en nuestras actividades diarias tales como la utilización de la electricidad y el transporte asociados por lo general a un megaconsumo de combustible.
Basta realizar unos cálculos para determinar que un ser humano consume por día 53 veces más energía (mayoritariamente de origen fósil) de la necesaria para su vida celular natural. Consumo de energía extraordinario conducente a un aumento de la entropía del planeta. Un verdadero horror consecuencia del error inicial de haber creado una sociedad dependiente de un consumo de energía exorbitante y también de no haber desarrollado un sistema para el metabolismo exosomático vinculado a las actividades de la sociedad a semejanza del endosomático relacionado con la esencia misma de la vida. De no haber implementado un sistema centrado en el consumo de la energía proveniente del sol.
La complejidad de la vida no se debe únicamente al procesamiento de datos químicos, sino también a su función como transformadora de energía. De las reflexiones sobre el orden a partir del orden y del orden en el desorden surge que la vida no es una mera identidad genética, es un sistema abierto y cíclico, interpretado  por las leyes de la fisicoquímica. 

Bibliografía:
Eric D. Schneider y Dorion Sagan. La termodinámica de la vida. Tusquets Editores. 2008. Barcelona. España. 

viernes, 29 de diciembre de 2023

Semblante del año 2023

Un semblante del año 2023 (pequeños artículos publicados):

-Nanoeconomía y/o Bioeconomía.                    https://infobiotecnologia.blogspot.com/2023/12/bioeconomia-yo-nanoeconomia.html

-Bases para la actualización de la educación superior.                      https://infobiotecnologia.blogspot.com/2023/11/bases-para-la-actualizacion-de-la.html

-Hombre virtual & Hombre robotizado. Ambos inmortales                https://infobiotecnologia.blogspot.com/2023/05/hombre-virtual-hombre-robotizado-ambos.html

-La revolución en nanomedicina: los taladros moleculares.                https://infobiotecnologia.blogspot.com/2023/02/la-revolucion-en-nanomedicina-los.html

-Sinopsis proyectiva del siglo XXI                        https://infobiotecnologia.blogspot.com/2023/01/tratar-de-resumir-lo-sucedido-y-lo.html

domingo, 10 de diciembre de 2023

Nanoeconomía y/o Bioeconomía.

La bioeconomía y la nanoeconomía surgen como respuesta a las problemáticas planteadas por Economía Física formulada por Nicholas Georgescu-Roegen (Universidad Vanderbilt), a través de dos publicaciones: Analytical Economics (1966) y The Entropy Law and Economic Process (1971) en las cuales centra las problemáticas económicas y ambientales actuales en el divorcio entre las teorías económicas y las leyes de la naturaleza.
Ante el avance exponencial y complejo de éstas problemáticas, próximo a su muerte, Nicolás Georgescu-Roegen ha señalado como única solución posible para poder dar respuestas a las crecientes demandas de las nueve necesidades humanas primarias (salud, energía, alimentación, cuidado del ambiente, vestimenta, vivienda, comunicación, transporte y defensa), la aparición de ciencias-tecnologías integradas capaces de generar en tiempo y forma los recursos necesarios para todos de modo de restituir la pautas perdidas y avanzar hacia un nuevo equilibrio.
Las respuestas han surgido de dos ciencias-tecnologías integradas capaces de transformar la naturaleza: la biotecnología y la nanotecnología. La biotecnología que utiliza seres vivos o partes de seres vivos, con su 65 millones de genes conocidos e ingeniería genética y la nanotecnología con su capacidad de innovar construyendo con átomos y moléculas brindan las bases para las nuevas economías: la bioeconomía y la nanoeconomía, ambas incluidas hoy bajo la denominación de economías de las nuevas tecnologías, tendiente a dejar en segundo plano a la economía de la globalización centrada en la primer convergencia tecnológica (tecnologías de la información y la comunicación-TICs) e incapaz de dar respuesta a las necesidades económicas y ambientales de los 8000 millones de habitantes del planeta.
La bioeconomía puede dar respuestas a cuatro de necesidades humanas primarias: salud, alimentación, energía y cuidado del ambiente. En cambio la nanoeconomía, basada en una tecnología con capacidad de innovar construyendo con átomos y moléculas (de lo que está formado el planeta y los seres humanos), es la única con posibilidad real de dar respuestas a todas (las nueve) necesidades humanas primarias.


Tomemos un ejemplo vinculado con la producción de energía. La generación de biomasa consume dióxido de carbono. Luego cuando la biomasa se utiliza como combustible genera dióxido de carbono él cuál vuelve a ser reutilizado por las plantas para generar biomasa nuevamente, en un aparentemente ciclo virtuoso neutro de uno de los principales gases responsables del efecto invernadero. No obstante la energía utilizada en ese ciclo sólo se recupera parcialmente dejando un saldo negativo en el gasto de energías usualmente no renovables y contaminantes. Por otra parte el sector agropecuario en general consume la mayor cantidad de agua dulce del planeta (69%) a la que se contamina con pesticidas y fertilizantes debido a la extremadamente baja y lenta absorción de ambos productos por las raíces de las plantas. El 95% de los fertilizantes y el 99,9% de los pesticidas se degradan antes de lograr los efectos buscados (Lowry y col. ACS Nano 2019, 13, 5, 5291–5305). En el caso de los fertilizantes nitrogenados disueltos en el agua terminan mayoritariamente como gases de óxidos de nitrógeno en la atmósfera, contribuyendo también al incremento del efecto invernadero.
La nanotecnología por su parte con la aparición de nanopesticidas y nanofertilizantes de aplicación foliar permiten revertir la lenta absorción por las raíces de las plantas, aprovechando más de un 90% de los agroquímicos, disminuyendo los gastos de producción y la contaminación del agua dulce. También contribuye a la generación de energía mejorando la eficiencia de los paneles solares mediante la utilización de alguno de sus nanomateriales como los puntos cuánticos. Éstos permiten, regulando su diámetro, captar la radiación infrarroja (IR) que durante la noche sale de la superficie de la tierra y al reflejarse en las nubes produce el calentamiento del planeta. Es decir permite hacer paneles similares a los solares pero que generan energía fotovoltaica de noche con la radiación IR. Otros nanomateriales están permitiendo avanzar sobre la generación de energía en paneles que funcionan con la humedad ambiente y nanocatalizadores capaces convertir el dióxido de carbono ambiental en metano (gas de las hornallas) entre otros y obtener combustible hidrógeno a partir del agua. Nuevos nanomateriales también para mejorar la eficiencia y durabilidad de los molinos eólicos.
En definitiva la bio y nanoeconomía, con sus bases tecnológicas la biotecnología que utiliza seres vivos o partes de seres vivos, con su 65 millones de genes conocidos e ingeniería genética y la nanotecnología con su capacidad de innovar construyendo con átomos y moléculas para dar respuestas a las problemáticas socioeconómicas surgen como respuestas únicas a la complejidad de las necesidades de la tierra con 8000 millones de habitantes.
Para un planeta sin rumbo, a la deriva en lo económico y en lo ambiental, aparece una economía basada en nuevas tecnologías, capaces de transformar las naturaleza para hacer posible la vida en la tierra.

miércoles, 15 de noviembre de 2023

Bases para la actualización de la educación superior.

Los siguientes artículos secuenciales publicados  en la revista  ESPACIOS DE LA EDUCACIÓN SUPERIOR (España) están escritos para establecer las bases de una actualización dinámica de la educación superior, especialmente en las universidades globales (hacer clic en el título).


La Universidad simplificante

¿Cómo enseñar ciencia en la sociedad actual?

Neoeducación GPT

miércoles, 8 de noviembre de 2023

Neoeducación GPT

Publicado el 08/11/23 es la revista ESPACIOS PARA LA EDUCACIÖN SUPERIOR-España.

Muchos tenemos la sensación de estudiar en un sistema educativo divorciado de la realidad actual. Un sistema cada vez menos apreciado debido al creciente abismo entre lo considerado valioso por la sociedad y una educación clásica, estática, con pocos reflejos para actualizarse en lo social y económico debido fundamentalmente a la velocidad de los cambios impulsados por el crecimiento exponencial de las nuevas tecnologías.
Ante la problemática señalada surge una incipiente propuesta académica centrada en la necesidad de replantear la educación tradicional mediante un nuevo modelo educativo, la neoeducación. La neoeducación, aún en desarrollo, representa el potencial para transformar la forma en que aprendemos. Es un nuevo modelo educativo, una respuesta a los cambios sociales, tecnológicos y económicos del siglo XXI. Se caracteriza por su enfoque en el aprendizaje personalizado centrado en el uso de las tecnologías digitales con flexibilidad en los horarios y con múltiples métodos digitales de enseñanza. La inclusión de las nuevas tecnologías y especialmente del ChatGPT en los mecanismos educativos permite replantear las prácticas tradicionales acortando tiempos y duración de los estudios para lograr una capacitación actualizada. 
Muchos son los ejemplos para ilustrar lo expuesto, por simplicidad tomaremos solo uno: la enseñanza de resolución de integrales en el ciclo básico de las carreras de ciencia y tecnología en la asignatura común Análisis Matemático. Una importante cantidad del tiempo de la cursada se utiliza aprendiendo, ejercitando y aplicando dos métodos para resolver las integrales: el método por partes y el método por sustitución, ambos mecánicos no aportan un conocimiento sustancial salvo el logro de llegar al resultado. El ChatGPT resuelve, por ejemplo, la integral ∫xcos(x)dx por partes y por sustitución llegando al mismo resultado de ambos métodos en solo 12 segundos!!! ¿Se le está ofreciendo al alumno la posibilidad de resolver las integrales de esa forma? ¿Qué haremos si sobra tiempo y no se acorta formalmente la duración de las asignaturas...?
Los sistemas de “inteligencia artificial” como el Chat GPT traen un cambio interesante, ahora no tenemos la necesidad de capacitarnos para dar todas las respuestas, debemos capacitarnos para hacer las preguntas adecuadas, algo coincidente con el paso del enciclopedismo centrado en el “cómo sabe” al saber hacer vital para dar respuesta a los acuciantes problemas del siglo XXI.
Ante un sistema educativo que se desmorona tal vez el ChatGPT se constituya en una especie de espada para proporcionarle la estocada final. 

Lectura complementaria

viernes, 15 de septiembre de 2023

Nanobiosensor para detectar infecciones sexuales

Según la Organización Mundial de la Salud, más de la mitad de los 374 millones de nuevas infecciones de transmisión sexual  son  producidas por clamidia o gonorrea (Clamydia trachomatis y Neisseria gonorroeae), infecciones que  a menudo son asintomáticas y concurrentes.
 A pesar de la prevalencia, ninguna de las enfermedades cuenta actualmente con una prueba rápida clínicamente disponible. Las pruebas y exámenes preventivos son clave para controlar esta epidemia, por lo que el desarrollo de pruebas precisas, en el lugar de atención, para la detección rápida y sencilla de estas infecciones de transmisión sexual es crucial. Permitirá un tratamiento oportuno, evitará una mayor propagación, aumentará la conciencia pública sobre los riesgos, reducirá los costos de atención médica y peermitira hacerlo en áreas con recursos limitados. 
Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades recomiendan que las mujeres menores de 25 años y las mujeres mayores con factores de riesgo se hagan pruebas de clamidia y gonorrea anualmente.  Si cualquiera de las enfermedades no se detecta ni se trata, puede provocar daños reproductivos irreversibles. La gonorrea, que ha desarrollado progresivamente resistencia a los antibióticos, también puede eventualmente propagarse a la sangre y las articulaciones y posiblemente causar la muerte.
Debido a  que las coinfecciones ocurren con frecuencia (hasta el 50% de las veces) y tienen síntomas similares, la identificación y detección simultánea de ambos patógenos puede más eficiente y rentable. Para combatir la epidemia actual de estas infecciones, es vital desarrollar un ensayo de diagnóstico rápido en el lugar de atención que pueda detectar clamidia y gonorrea simultáneamente.
Advance Science. 2023, 2304009 (1-16)
Un equipo de investigadores  drigido por el Dr. Dipanjan Pan de la Universidad de Maryland, acaba de presentar (Advanced Science) un nanobiosensor similar en su concepción en las pruebas rápidas caseras para COVID-19. El nanobiosensor permite de detectar ácidos nucleicos presentes en clamidia o gonorrea a partir de muestras de hisopos cervicales y vaginales en dos minutos. Tiempo y costo muchísimo menor con relación a la PCR, la prueba molecular de detección que se realiza en la actualidad.
 La muestra no requiere procesamiento previo antes de colocarse en un líquido que permite que el contenido fluya  desde un depósito a  una tira sensora que contiene oligonucleótidos monocatenarios (ADNss) o fragmentos de ácidos nucleicos que los investigadores diseñaron con alta especificidad para detectar una secuencia genética de cada bacteria. Estas zondas de ADN se encuentran unidas a nanopartículas de oro.
Cuando las sondas de ADNss se unen a fragmentos de ácido nucleico la tira cambia de color para indicar un resultado positivo de la prueba. Este cambio de color se produce por el efecto plamónico de las nanoparticulas de Au.
Cuando sobre los electrones externos de las NPs de Au íncide luz, estos generan ondas electromagnéticas de determinada longitud de onda coincidente con alguna de la luz solar. Como las ondas de la misma longitud de onda y frencuencia se suman, la NPs de Au absorbe por resonancia un determinado color y refleja los restantes por lo que vemos  el color resultante de las longitudes de onda no absorbidas. 
La longitud de la onda generada por la nube de electrones cambia cuando se une a las  NPs de oro alguna sustancia. Por lo tanto veremos  un color sobre el papel  para la NPs de Au unida a la sonda y otro cuando este conjunto se une  al  material genético de las bacterias. El cambio de color permite obtener un resultado inmediato.
Se probaron con 60 muestras clínicas anónimas recolectadas en la clínica Rafferty. El análisis detectaó con precisión clamidia y gonorrea el 100% de las veces, lo que significa que no produjeron ningún falso negativo. Las pruebas tuvieron una especificidad ligeramente menor, con una tasa de más del 97%, lo que significa que se produjeron alrededor de tres resultados falsos positivos cada cien. Estas tasas igualan o superan la sensibilidad y especificidad de las pruebas moleculares estándar actuales como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
La conjunción de la nanotecnología con la resonancia plasmónica de las NPs de Au y de la biotecnología con su zonda de ADN sintética, inician un camino para detectar en un consultorio en 2 minutos el 50% de la infecciones de transmisión sexual.

Un buen ejemplo de como las tecnologías convergentes pueden ayudarnos a futuro.

Lectura complementaria: 

martes, 15 de agosto de 2023

La Ciencia & el tempus fugit

Tempus fugit es una locución latina,  puede traducirse como “el tiempo huye",  "el tiempo se fuga" o "el tiempo vuela". Constituye una referencia explícita al veloz transcurso del tiempo. La expresión parece derivar de un verso del poeta Virgilio (70 a. C.- 19 a. C.). Desde hace siglos los humanos tenemos la sensación de que el tiempo finito que nos toca vivir  trascurre rápido. Tal vez una excepción y antagonismo  a la locución  tempus fugit la encontremos en la lenta concreción de las noticias o novedades científicas significativas.
Los avances en la investigación básica poseen muchas veces un gran potencial práctico, sólo que no es inmediato y puede tardar  tiempo en ser explotado. Una famosa anécdota vinculada con el genial físico Michael Faraday, pionero en la formulación de la teoría electromagnética, puede ilustrar el tema. El primer ministro británico Benjamin Disraeli luego de escuchar una disertación de Faraday sobre el principio de inducción electromagnética le dijo: Todo muy interesante Mr. Faraday pero permítame preguntarle ¿Cuál es su utilidad práctica? A lo cual respondió “No lo sé señor, pero estoy seguro de que un día será posible cobrar impuestos sobre estos fenómenos”. Resulta clara la  imposibilidad de juzgar en forma instantánea el valor práctico y los beneficios para la sociedad de los frutos de la investigación básica pero los hay y muchísimos. 
Sólo tres ejemplos: 
-Cuando Mark Planck postula la mecánica cuántica en el año 1900 parecía estar a años luz de cualquier aplicación práctica interesante. Hoy la tecnología basada en aplicaciones directa de la mecánica cuántica es responsable de un 25% del PBI de los países desarrollados e incluye computadoras, smartphones, fibras ópticas, telecomunicaciones, DVDs , entre otras.
-La nanotecnología como tal se inicia con Norio Taniguchi en 1973,  llevó 37 años para que su investigaciones y desarrollos básicos comenzaran a tener un crecimiento exponencial a partir del año 2010 y se convirtiera hoy en la tecnología con mayor posibilidad de crecimiento en siglo XXI.
-Finalmente otro ejemplo interesante lo constituye la investigación de la física de las partículas elementales integrada en el Módelo Estándar de las partículas, conducente en forma directa a Internet creada por sir Tim Berners-Lee cuando trabajaba de ingeniero en el Centro Europeo de Física de Partículas (CERN). El modelo estándar de las partículas comprende 17 tipos de partículas fundamentales de los cuales 6 son quarks (arriba, abajo, encanto, extraño, cima y fondo), 6 leptones (electrón, muón, tauón, neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico), cuatro bosones de gauge (fotón, bosón Z, bosón W, gluón) y el bosón de Higgs. Tim Berners-Lee crea Internet para que  los investigadores pudieran transmitir información, contenidos y datos de manera rápida y ordenada haciendo más fácil la colaboración científica entre físicos abocados a un mismo problema en diversos lugares del mundo, algo esencial para el progreso científico. Internet se inició en torno al año 1969 y utilizó, un desarrollo del Departamento de Defensa de los EE. UU denominado ARPANET, una red de computadoras para conectar principales los grupos de investigación a través de los Estados Unidos. Recién a partir de la década de 1990, 21 años después, Internet comienza a expandirse por todo el mundo hasta llegar como lo conocemos en la actualidad.
Muchos de los temas tratados en Biotecnología & Nanotecnología al Instante son disruptivos y potencialmente revolucionarios, pero el tiempo de concreción y utilización masiva, aun habiéndose acelerado durante el presente siglo, es relativamente largo, mínimo unos 10 años. No obstante hoy ya disfrutamos muchos temas que nos sorprendieron en el pasado.

Lectura complementaria

La vida íntima de las partículas. Juan Rojo. 2016. Editorial Bonalletra Alcompas, S.L. España.

sábado, 15 de julio de 2023

Homo nanus. El nexo entre el pasado y el futuro

¿Los habitantes de la tierra podremos concretar el futuro que imaginamos? 
Vivimos inmersos en la realidad, en una sociedad con su propia dinámica a la cual adaptamos nuestro andar diario. Cada uno de nosotros desde su saber y experiencia imagina cómo será a futuro nuestro planeta. Por lo tanto puede haber muchos futuros imaginables. Cada uno de nosotros imaginará un futuro distinto para la sociedad. No obstante el camino hacia uno u otro va a depender de la disponibilidad de lo necesario para realizarlo. 
Un escultor imagina su obra, la diseña pero debe contar con las herramientas adecuadas para poder esculpirla. Si dispone de las herramientas adecuadas también podría hacer muchas esculturas distintas, por lo tanto lo determinante de lo venidero solo será lo inventable posible con las herramientas disponibles. Contar con la tecnología adecuada permite avanzar hacia uno u otro lado de lo imaginado.

El nexo, necesita de la tecnología actual más los materiales, herramientas, dispositivos y sistemas en continuo y simbiótico desarrollo exponencial. Constituye el vínculo para precisar, cada vez más, el diseño de un por venir imaginable dentro de los límites acotados también por un planeta con múltiples problemáticas en lo demográfico, económico y ambiental.
En el contexto señalado surge una ciencia-tecnología integrada capaz de transformar la naturaleza debido a su capacidad de innovar construyendo con átomos y moléculas para dar las respuestas necesarias. Implica trabajar ni más ni menos con los átomos y moléculas que forman el planeta. El cincel para esculpir algo ordenado, un nuevo orden en medio del caos, es la nanotecnología, con sus fábricas atómico-moleculares y una economía destinada a dar respuesta a las necesidades de todos: la nanoeconomía.
La nanotecnología no solo contribuye a dar respuestas a las nueve necesidades primarias: salud, alimentos, energía, comunicación, transporte, vivienda, vestimenta, cuidado del ambiente y defesa, también apuntala el futuro cognotecnológico, en el cual a través de los nanochips neurosinápticos, de los memristores y de los nanochips reconfigurables se avanza hacia la construcción de cerebros cuasi similares con la misma capacidad de los humanos, pero con menor gasto energético, cerebros para alimentar revolucionarios robots.
En un futuro en el cual las condiciones ambientales hagan imposible la vida en la tierra, tal vez como explicamos en "Virtual Man & Robotic Man. Both Inmortals", los avances liderados por la nanotecnología permitan pasar del hombre celular mortal al hombre robotizado inmortal a través de un software-mente introducido en el cerebro artificial. El nexo será un Homo nanus capaz de vivir sin agua, alimentos, oxígeno, células, ni genes, alimentado solo por baterías. Un viajero atemporal en el universo...
Apropiarse del saber necesario nos permitirá modelar, desde lo real actual, lo imaginativo venidero; no a todos los habitantes del planeta, solo a un pequeño colectivo dispuesto a atesorar los conocimientos de avanzada.

Lectura complementaria:

sábado, 3 de junio de 2023

Virtual Man & Robotic Man. Both Inmortals

Prof. Dr. Alberto L. D'Andrea.
Director of Nanotechnology and new technologies. 
CAECE University

It's been seventeen years since 2006, when Ramil Ramzievich Garifullin said on nanopsychology: "The time is not far off when brain signals are transmitted right through electron networks. Cerebrally open society concentrated in psychosphere can require from its members a different attitude to itself, world, and mankind. It is likely that memory of the individual psychic and the existence will gradually disappear leaving just the essence, which will be already not enough for the existence of the phenomenon of man." Last year, Michio Kaku points out:"...we'll digitalize human consciousness and travel through the universe at speed of light..." And during this current year, Prateek Desai asserts: "Humans wil be able to uploading their consciousness to a computer by the end of 2023". These last sayings might sound towards an inmortal virtual man, but in 2017, Dr Brian Cox expresses: "Humans will upload their minds to robots so they can be immortalized before you think of". This sentence moves towards inmortal robotized man. 
Such affirmative assertions are based on structure brain knowledge thru projects like Human Brain Proyect, from Europe Union and brain activiy map, coming from USA. The latter opens the possibility of making a brain human alike thanks to amazing results coming from nanotechnology, nanochips, nanobots... giving a way towards the software-mind, soft-awarely (digital copy of the mind). From human to artificial brain that's part of a robot. The other focus point is based on how to include features that are linked to our behaviours, our thinking and our feelings withing AI tools such as ChatGPT (files, videos, recordings, documents, pictures, ...). All these non-structured concepts related to our personality, all these well defined features that take us nearer to the virtual inmortal human attached to a notebook.
Figure 1. The virtual man and the robotic man. Both immortal.
We can see on Figure 1 a brief scheme of the roads that might take us to inmortality as such. A main concept is the one related to our awareness. Both exposed ways make a perceived consciousness. Erwin Schrödinger (Nobel Prize in Physics in 1933 by his work on quantum mechanics) said “The total number of minds in the universe is one. In fact, consciousness is a singularity phasing within all beings.”
There are two ways of achieving this, one that implies the ability of connecting our brain to an artificial brain, be it software-mind. This approach is made by DARPA (Defense Advanced Research Proyects Agency - U.S. Department of Defense). It is an agency that's currently financing six international research groups related to wireless communication brain-computing that are based on physics and nanotechnology. The other approach is centered on giving personality aspects onto AI systems so they can have the same look, voice and consciuosness as human beings. Both approaches might complement and feed back each other.

Nanotechnology and AI are providing the basis for a new technological convergence, the third (NIC), which promises an immortal virtual human by the end of 2023 and an immortal robotic human before the middle of the 21st century.

Translated by Adrian Horacio Tozzi 

References.

Garifullin R.R. Nanopsychology as a New Science. Nanophilosophy as a New World-View, in Man in the Face of Global Challenge, Philosophical Society of Tatarstan. Kazan, 2006, páginas 101–106.

D’Andrea, Alberto Luis. Hombres y/o robots (Capítulo 8). La Convergencia de las Tecnologías Exponenciales y la Singularidad Tecnológica. Editorial Temas, Buenos Aires. 2017.

Erwin Schrödinger. ¿Qué es la vida? Editorial Espasa-Calpe. 1947. Buenos Aires. Argentina.

domingo, 14 de mayo de 2023

Hombre virtual & Hombre robotizado. Ambos inmortales

                             Prof. Dr. Alberto L. D’Andrea. Director de Nanotecnología                                y nuevas tecnologías. Universidad CAECE.

Pasaron 17 años desde el 2006 cuando Ramil Ramzievich Garifullin, al exponer sobre nanopsicología dijo: “...en un tiempo no muy lejano las señales del cerebro se han de transmitir directamente a través de las redes. Una sociedad abierta desde el punto de vista cerebral”. Recientemente (2022) Michio Kaku agrega: “Digitalizaremos la conciencia humana y recorreremos el universo a la velocidad de la luz”, finalmente en el presente año el científico hindú de Silicon Valley, Prateek Desai, asevera: “Los humanos podrán subir su conciencia a un ordenador a finales del año 2023”. En el lapso citado no todo se orienta hacia un hombre virtual inmortal, en el año 2017 el Dr Brian Cox expresa: “Los humanos cargarán sus cerebros a los robots para inmortalizarlos antes de lo que crees” marcando un camino hacia el hombre robotizado inmortal. Las afirmaciones citadas, seleccionadas entre muchas otras, se fundamentan, por un lado, en aspectos vinculados con el conocimiento de la estructura funcional del cerebro a través de los proyectos Human Brain Proyect (Unión Europea) y el Brain Activity Map (EE.UU) y con la posibilidad de hacer un cerebro cuasi similar al humano a partir de los sorprendentes avances de la nanotecnología: nanochips neuromóficos, menristores, nanorrobots y nanochips reconfigurables; cerrando un circulo virtuoso para el paso del “software-mente” (copia digital de la mente) del humano a un cerebro artificial ubicado en un robot. La otra línea de trabajo está basada sobre cómo incluir las características vinculadas con el comportamiento, con lo que se piensa y con lo que se siente en sistemas de IA como el ChatGPT (archivos, videos, grabaciones de voz, documentos, fotos,...). Aspectos no estructurales relacionados con la personalidad, conducentes a un humano virtual inmortalizado en una notebook. 
Figura 1. Hombre virtual & Hombre robotizado. Ambos inmortales.
En la Figura 1 se trata de hacer una sinopsis sobre los caminos conducentes a la inmortalidad. Un aspecto central es el vinculado a la toma de la conciencia. Ambas líneas generan una conciencia concebida, tal como lo dijera Erwin Schrödinger, (Nobel por modelo atómico probabilístico) como “la mente que alguna vez haya dicho o sentido el yo”. Se distinguen dos vías para lograrlo, una de ella, intrínseca, implica poder comunicarse directamente con el cerebro para introducir su software-mente en un cerebro artificial. Se cita como ejemplo en esta dirección a DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, del Departamento de Defensa de Estados Unidos). Una agencia que actualmente financia seis grupos internacionales relacionados con la comunicación inalámbrica cerebro-ordenador basadas en distintos principios físicos y nanotecnológicos. La vía extrínseca se centra en incorporar aspectos de la personalidad en sistemas de IA como el ChatGPT para lograr la apariencia, la voz y la conciencia del ser humano, con capacidad de pensar, sentir y experimentar la realidad de la misma manera y poder vivir eternamente en un entorno virtual. Seguramente ambas líneas harán simbiosis y crecerán con retroalimentación integrada. 
La Nanotecnología y la IA están brindando las bases para una nueva convergencia tecnológica, la tercera (NIC), que promete un humano virtual inmortal a fines del 2023 y un humano robotizado inmortal antes de mitad del siglo XXI.

Bibliografía

Garifullin R.R. Nanopsychology as a New Science. Nanophilosophy as a New World-View, in Man in the Face of Global Challenge, Philosophical Society of Tatarstan. Kazan, 2006, páginas 101–106.

D’Andrea, Alberto Luis. Hombres y/o robots (Capítulo 8). La Convergencia de las Tecnologías Exponenciales y la Singularidad Tecnológica. Editorial Temas, Buenos Aires. 2017.

Erwin Schrödinger. ¿Qué es la vida? Editorial Espasa-Calpe. 1947. Buenos Aires. Argentina.

miércoles, 19 de abril de 2023

Prevenir las picaduras de mosquitos con nanocristales

Los mosquitos son los animales más mortíferos de la tierra. Son vectores de enfermedades parasitarias y epidémicas, como malaria, dengue, zika, chikungunya, fiebre amarilla y muchas más. Afectan y matan a millones de personas cada año. Los métodos de protección existentes son limitados e incluyen compuestos volátiles que repelen activamente a los mosquitos como la N,N-Dietil-meta-toluamida (DEET) o diferentes aceites esenciales como el geraniol y la citronela. La mayoría son compuestos olorosos y requieren solventes orgánicos para su dispersión. 
En el artículo Mosquito bite prevention through self-assembled cellulose nanocrystals (revista PENAS NEXUS) un grupo de científicos The Hebrew University of Jerusalem, investigan las propiedades de una barrera de nanocristales de celulosa (CNC). La celulosa es un polisacárido natural que se encuentra en las células de las plantas y en algunos organismos unicelulares. Es el componente principal de las paredes celulares y la sustancia más abundante en la biomasa terrestre. Se compone de cadenas de glucosa unidas por enlaces glucosídicos, lo que le confiere una estructura rígida y resistente. Es insoluble en agua y otros solventes polares, pero puede ser disuelta en soluciones ácidas concentradas y en algunas sales orgánicas. 
El tratamiento de la celulosa con ácido sulfúrico hace que la nanocelulosa resultante forme nanocristales con capacidad de autoensamblarse en películas transparentes y resistentes. Mezclados con agua y una pequeña cantidad de glicerol, los nanocristales se pueden aplicar sobre la piel como un gel. 
Son totalmente de base biológica y la química de su superficie es ideal para la dispersión acuosa de muchos compuestos. Durante el desarrollo del repelente observaron una disminución del 80% de las picaduras del Aedes aegypti cuando aplicaron una capa fina de CNC, la cual parece actuar como un camuflaje químico para las muchas señales buscadas por los insectos. El efecto combinado de CNC-glicerol con indol redujo a casi nula la puesta de huevos después de la exposición a la sangre de los mamíferos con un 99,4% menos de huevos en comparación con el control. 
La biocompatibilidad de los nanocristales de celulosa, su ubicuidad, la característica de autoensamblaje y bajo costo hace que los CNC sean ideales para el desarrollo de una nueva generación de protectores personales para repeler mosquitos.

Lectura complementaria

lunes, 13 de marzo de 2023

La Nanotecnología, poema de la autoría del ChatGPT

OpenAI es una organización de investigación de inteligencia artificial fundada en 2015 por un grupo de líderes de la industria tecnológica. 
OpenAI ha desarrollado una serie de herramientas y plataformas de código abierto para permitir que otros creen aplicaciones de inteligencia artificial. Al su ChatGPT le solicitamos que realice un poema sobre nanotecnología.

El resultado:

¿Comentarios?

miércoles, 15 de febrero de 2023

La revolución en nanomedicina: los taladros moleculares.

En el año 2016 Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart y Bernard Feringa recibieron el premio Nobel de Química por iniciar un camino sin precedentes en la historia de la tecnología: la construcción de máquinas moleculares. Particularmente Bernad Feringa desarrolló el primer motor molecular en 1999. El motor como puede observarse en la figura consiste en un bis-heliceno conectado por un doble enlace. Cuando se le hace incidir luz visible la energía recibida hace que la molécula superior pueda rotar (rotor) al girar debido a que el doble enlace pasa a simple, mientras la molécula inferior soporta el conjunto (estator). Su velocidad es de 2-3 millones de giros por segundo, el rotor se mueve en una sola dirección cuando se exponen a la luz visible, esto provoca un movimiento de perforación capaz de matar las células al destruir su superficie. Un verdadero taladro molecular eficaz contra las hongos, bacterias (incluso las resistentes a los antibióticos) y las células cancerosas. 
En un artículo publicado el 30 de enero del 2023 en la revista Advanced Science se utilizan estos taladros moleculares para matar hongos que causan el pie de atleta, una persistente infección  que contrae aproximadamente el 70% de las personas  en algún momento de su vida y que podría volverse mucho más fácil de eliminar gracias a los taladros a nanoescala activados por luz visible. Los investigadores unen a la base o estator moléculas para guiar al taladro a un sector específico de las células (figura siguiente), a las mitocondrias. Al apuntar a su destrucción las moléculas interrumpen el metabolismo, lo que resulta en un desequilibrio energético general que conduce a un flujo descontrolado de agua e iones como el calcio hacia la célula, lo que eventualmente las hace explotar.

Una nanomedicina totalmente novedosa sin las contraindicaciones de los fármacos químicos y con posibilidades ilimitadas para destruir en forma específica microorganismos y células malignas.  

Información complementaria:

domingo, 15 de enero de 2023

Sinopsis proyectiva del siglo XXI

Tratar de resumir lo sucedido y lo venidero en el siglo en una sinopsis puede parecer presuntuoso. No obstante la comprensión del mundo en el cual vivimos nos permite extrapolar el consecuente camino hacia el futuro a partir de las tecnologías que lo están conformando y no sobre predicciones basadas en la imaginación.

He aquí la propuesta de sinopsis proyectiva del siglo XXI:


No es la intención privar al lector de analizar e interpretar los distintos aspectos de la sinopsis, por lo cual no daremos una explicación exhaustiva, solo vincularemos algunos aspectos centrales con artículos relacionados publicados previamente en Biotecnología & Nanotecnología al Instante y en el Scilog Homo nanus de Investigación y Ciencia (cliquear sobre cada título): 

Complejidad, incertidumbre y prospectiva.

La complejidad, asesina silenciosa del crecimiento.

¿Tiene futuro un planeta abarrotado de habitantes?

Calidad académica: atesorar el saber para saber hacer.

Educación, tecnología y pobreza.

Universidad, convergencia tecnológica y realización humana.

La sociedad multidireccional.

La economía de ayer, de hoy y de mañana.

El nexo entre lo real actual y lo imaginativo venidero.

Inteligencia artificial o humana en un cerebro artificial.

¿Llegarás a transferir tu software-mente a un cerebro artificial?

La economía de las nuevas tecnologías.

La tercera convergencia tecnológica, un viaje hacia atrás en el tiempo.

La sinopsis proyectiva del siglo XXI propuesta tiene como propósito presentar una imagen integrada del presente-futuro como punto de partida para una reflexión crítica sobre el siglo que nos toca vivir.

sábado, 17 de diciembre de 2022

Artículos de opinión top 12 publicados en el año 2022

Próximos al comienzo de un nuevo año resulta interesante reflexionar sobre lo realizado en el precedente. En el año 2022 se destacan 12 artículos de opinión ordenados de mayor a menor según la cantidad de lectores a los cuales les interesó su lectura (Estadística de la revista Investigación y Ciencia).
Los artículos son (cliquear sobre el título para leer):


         
8) Pegamento para un planeta roto.                               
                    
     

12) La guerra y la paz.                     

Tal vez sea el momento de integrar los conceptos vertidos en los artículos para tener una visión pictórica del año 2022.  

sábado, 3 de diciembre de 2022

Nanotecnología contra natura

La Nanotecnología implica comprender el mundo desde lo pequeño para innovar haciendo construcciones con átomos y moléculas con el propósito de dar respuestas a las crecientes necesidades socioeconómicas. El nanotecnólogo en su ser innovador debe estar capacitado para investigar, desarrollar los nuevos productos, implementar la forma de producirlos y  gestionar las nuevas empresas. Estos innovadores requieren una capacitación centrada en atesorar el conocimiento de la ciencia relacionada (nanociencia), de la tecnología específica y de la gestión empresarial.


Resulta sorprendente como algunos países tratan que los científicos hagan nanotecnología cuando su capacitación está orientada a la investigación y no a la innovación tecnológica. El citado enfoque conduce a un despilfarro de esfuerzos-recursos y más grave aún, a un atraso en el desarrollo nanotecnológico con relación a los países en los cuales desde hace siglos tienen en claro la diferencia y complementación existente entre ciencia y tecnología. Es así como se requiere para producir algo la importación mayoritaria de componentes y de tecnologías que no puede ser desarrollada por los científicos, motivo por lo cual muchas investigaciones nunca llegan a convertirse en un producto final competitivo o cuando lo hacen ya estará superado por otros que surgen en el mercado internacional.
Un investigador requiere actualización constante es su especificidad, si se lo pone a realizar tareas para las cuales no se ha capacitado se corre el riego de cambiar un excelente investigador en un novato tecnólogo, tirando por la borda años de un tipo de capacitación para que comience como principiante en otra área del saber vinculada con el saber hacer. En este mundo al revés suelen encontrarse universidades en cuyos departamentos de ciencia se dictan carreras de tecnología o asignarse partidas de dinero destinadas al desarrollo de pymes nanotecnológicas a instituciones de investigación...
Un país debe encarar con decisión la formación de nanotecnólogos universitarios con el perfil adecuado para integrar el trabajo de los investigadores en nanociencia con el de los nanotecnólogos capacitados para la innovación tecnológica. Tratar de hacer desarrollos nanotecnológicos contra natura implica abrazarse al subdesarrollo y malgastar recursos públicos.

Lectura complementaria:

sábado, 19 de noviembre de 2022

El error-horror de nuestro metabolismo exosomático

El padre de la economía biofísica Nicholas Georgescu-Roegen solía hablar del metabolismo de la sociedad humana centrado en las trasformaciones de energía y materiales necesarias para su existencia. Introdujo los conceptos de metabolismo endosomático y metabolismo exosomático para diferenciar las transformaciones de energía y materiales que tienen lugar dentro y fuera del cuerpo humano. Así el metabolismo endosomático está relacionado con una alimentación con entropía negativa a través del consumo de alimentos de energía ordenada en uniones químicas provenientes en última instancia de la fotosíntesis. El sol es la única fuente de energía que ha abastecido y abastece a las “fábricas de vida” que son las células. Desde el punto de vista del aprovechamiento que las células hacen de la energía solar, sólo existen dos variedades: las que hacen acopio o “empaquetan energía” fotosintéticas y las que no contienen clorofila: todas las células de los individuos del reino animal, incluido el hombre. Comprende a los animales que comen vegetales (herbívoros) y a los animales que comen animales que a su vez comieron vegetales (carnívoros).
En cambio el metabolismo exosomático está vinculado con la energía consumida en nuestras actividades diarias tales como la utilización de la electricidad y el transporte asociadas por lo general a un megaconsumo de combustible fósil.
Analicemos el balance existente en la actualidad entre ambos metabolismos. En promedio cada individuo consume en forma externa por año 162 GJ (gigajulios) de energía, si lo dividimos por 365, la parte del metabolismo exosomático  proporcional es de 444 MJ (megajulios) por día.
A su vez, una persona consume para vivir aprox. 2000 Kcal/día = 8,37 MJ/día (1kcal es igual a 4184 julios).
Entonces la relación entre el metabolismo exosomático y endosomático es:
El hombre consume por día 53 veces más energía (mayoritariamente de origen fósil) de la necesaria para su vida celular, de la que su naturaleza reclama. Un consumo de energía extraordinario conducente a un aumento de la entropía del planeta...
Un verdadero horror que proviene del error inicial de haber creado una sociedad dependiente de un consumo de energía exorbitante y también de no haber desarrollado un sistema para el metabolismo exosomático vinculado a las actividades de la sociedad a semejanza del endosomático relacionado con la esencia misma de la vida, de no haber implementado un sistema centrado en el consumo de la energía proveniente del sol.

Bibliografía.
-Jesús Ramos Martín. Economía Biofísica. Investigación y Ciencia, junio 2012.
-Umberto Ítalo Gallasso. Célula, simbiosis y cáncer. 1982. Buenos Aires.
-Alberto L. D'Andrea. Movimiento biológico y/o social científico-tecnológico de la materia. Scilog Homo Nanus. Investigación y Ciencia. 05/02/22