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sábado, 13 de agosto de 2022

Nanopsicología II. Un marco de referencia actualizado

El Dr. Ramil Ramzievich Garifullin de Universidad Estatal de Cultura y Arte de Kazan (Rusia) presentó en el congreso, El hombre frente al desafío global, desarrollado en el año 2006 (Philosophical Society of Tatarstan.Kazan), a la nanopsicología como ciencia por primera vez durante el desarrollo de la conferencia La nanofilosofía como una nueva visión del mundo.
Su  hipótesis se basa en que los avances en nanotecnología permiten vislumbrar una psiquis desarrollándose en condiciones fundamentalmente nuevas. Ha presentado los principales campos de acción, los problemas para su avance y aventurado un tiempo no muy lejano en el cual las señales del cerebro se han de transmitir directamente a través de las redes. Una sociedad abierta desde el punto de vista cerebral concentrada en una psicosfera con requerimiento a sus miembros de una actitud diferente hacia sí mismos, el mundo y la humanidad. 
Con el trascurso del tiempo sorprende que la comunidad de la ciencia psicológica no haya identificado a la nanotecnología como una herramienta poderosa para responder preguntas fundamentales sobre cognición, percepción, emoción y acción humana; avanzado  hacia la consolidación de la nanopsicología como una de sus ramas.
En oposición las agencias internacionales de financiación se han interesado en la intersección entre la psicología y la nanotecnología. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos, conocida como DARPA, ha financiando el programa de Neurotecnología No Quirúrgica de Próxima Generación, en el cual científicos de prestigiosos laboratorios de investigación exploran cómo hacer interfaces cerebro-máquina bidireccionales mínimamente o preferentemente no invasivas. 
La Agencia ha otorgado en el año 2018 fondos a seis instituciones para otra fase del programa iniciado en el año 2015. Los proyectos seleccionados son encabezados por el Battelle Memorial Institute,  la Carnegie Mellon University,  la Johns Hopkins University, el Applied Physics Laboratory, el Palo Alto Research Center (PARC), la Rice University y Teledyne Scientific.  Las investigaciones  se dividen en dos grandes grupos: equipos  de buscando interfaces completamente no invasivas y los equipos que utilizan sistemas de interfaz mínimamente invasivos tales como nanopartículas (nanotransductores) enviados al cerebro para producir la señal.  Un ejemplo de los últimos es Proyecto BrainSTORMS (Sistema cerebral para transmitir o recibir señales electromagnéticas) del Battelle Memorial Institute. Tiene como objetivo desarrollar un sistema de interfaz mínimamente invasivo con nanopartículas magnetoeléctricas administradas de forma no quirúrgica a las neuronas. Estás convierten las señales eléctricas neuronales en ondas electromagnéticas para ser enviadas a través del casco  transceptor colocado en el cráneo del usuario (todo un wifi cerebral) y desde allí a la computadora. En forma opuesta transceptor del casco también puede enviar señales electromagnéticas a los nanotransductores, quienes las convertirán en impulsos eléctricos capaces de ser procesados (grabados) por los circuitos neuronales, permitiendo la comunicación bidireccional hacia y desde el cerebro. Una interfaz cerebro-computadora (BCI) bidireccional de alto rendimiento.
Cuando se acude a la consulta de un Psicólogo simplemente se establece una relación basada en el diálogo de la cual surge la colaboración del profesional para ayudar a las personas a entender sus sentimientos y modificar su conducta. El proceso suele requerir de un tiempo prolongado. La nanopsicología  permitiría hacer algo más preciso y acortar los tratamientos al establecerse una comunicación directamente con el cerebro y modificar las conductas sobre él, obviando la interpretación a través de la interfaz lenguaje. 
El Dr. Nicholas Negroponte (fundador del Architecture Machine Group y del  MIT Media Lab), de reconocida puntería profética demostrada en otras ocasiones, dictó una conferencia  en la cual  lanzó varias predicciones acerca de cómo podría ser nuestro futuro. Conjeturó con la posibilidad de depositar el conocimiento directamente en el cerebro, luego de ingerir una pastilla con nanorrobots para liberarlos en el torrente sanguíneo y desde allí se introduzcan en los capilares conectados con  las neuronas armando circuitos vinculados al conocimiento específico deseado. Dice: “En el futuro aprenderemos idiomas tomando una pastilla”. Toda una nanopedagogía en avance continuo, si tenemos en consideración el desarrollo actual de dos proyectos: el Human Brain Project de la  Comisión  Europea   y  el   Brain Activity Map de los Estados Unidos, pensados para comprender el funcionamiento de los 89.000 millones de neuronas de nuestro cerebro como punto de partida de una tecnología cerebral.  
En el contexto señalado podemos intentar ofrecer un marco de referencia  actualizado para una futura nanopsicología presentándola como la ciencia destinada a estudiar, desde lo objetivo externo al individuo, el impacto de los productos nanotecnológicos en su vida psíquica y, directamente en lo interno, a ayudar la comprensión y modificación conductas mediante una comunicación informática bidireccional no quirúrgica desde y hacia el cerebro eliminando la interfaz lenguaje, y además posibilitar la construcción de distintas estructuras neuronales para  incorporar  al cerebro, en forma directa, nuevos conocimientos sin pasar por otra interfaz: los procesos de enseñanza- aprendizaje.

Bibliografía.



Henry Markra. El Proyecto Cerebro Humano. Investigación y Ciencia. Agosto 2012.


Kristin Leutwyler. NICHOLAS NEGROPONTE: El mago del ciberespacio. Investigación y Ciencia. Octubre, 1995.

Larry Greenemeier. Nanobots Terapeúticos. Investigación y Ciencia. Junio 2015. 


sábado, 5 de marzo de 2022

Nanorrobots magnéticos descontaminan aguas

Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado nanorrobots capaces de eliminar metales pesados ​​del agua contaminada. En su artículo Pick up and dispose of pollutants from water via temperature-responsive micellar copolymers on magnetite nanorobots, publicado en la revista Nature Communications (01/03/22), se describen nanorrobots magnéticos termosensibles (TM) capaces de unirse a metales pesados ​​en determinadas circunstancias y liberarlos en otras. Se fabricaron utilizando un copolímero PTBC (pluronic tri-block copolymer) como atrayente y nanopartículas de un óxido de hierro (Fe3O4) para permitir el control del conjunto a través de campos magnéticos (electroimán).
Crédito: Martín Pumera y col. Nature Communications (01/03/22)

Crédito: Nature Communications (01/03/22)
El copolímero PTBC es sensible a la temperatura. Cuando se coloca en agua fría (5oC) el material se une a los metales pesados, cuando se coloca en agua cuya temperatura es mayor a (25oC
) los enlaces se relajan, liberando los contaminantes. Los investigadores probaron sus pequeños robots agregando metales pesados ​​como el arsénico a un tanque de agua. Arrojaron un montón de sus nanorrobots y luego dejaron a la muestra reposar 100 minutos mientras los nanorrobots recolectaban los metales. Finalmente sacaron los nanorrobots-contaminantes con electroimanes y cuantificaron la cantidad de elementos pesados ​​eliminados del agua, aproximadamente el 65% de los agregados. Posteriormente los nanorrobots se separan de los contaminantes para su reutilización colocando el conjunto en agua a temperatura mayor a los 25oC. Todo un círculo virtuoso para la difícil tarea de eliminar metales tóxicos de las aguas contaminadas.

Lectura complementaria:

sábado, 6 de enero de 2018

Bimorfos con grafeno: un paso hacia al robot celular.

¿Es posible hacer una máquina del tamaño de una célula humana capaz de conducir la electricidad, ser sensible al ambiente y cambiar de forma? Los físicos de Universidad de Cornell, Paul McEuen, Itai Cohen y colaboradores, no solo dicen que sí, ya comenzaron a construirla. En la actualidad se pueden producir micro y nanochips para procesar gran cantidad de  información,  pero poco se sabe sobre cómo hacer para que se doblen o muevan. La propuesta es usar motores denominados bimorfos (bimorphs). Un bimorfo es un conjunto de dos materiales, en este caso, grafeno y vidrio, que se dobla cuando es impulsado por un estímulo como calor, una reacción química o un voltaje aplicado. El cambio de forma ocurre porque, en el caso del calor, dos materiales con diferentes respuestas térmicas se expanden en forma diferente ante el mismo cambio de temperatura. Como consecuencia, el bimorfo se dobla para aliviar parte de esta tensión, permitiendo que una capa se estire más que la otra. 
Grafeno-vidrio bimorfos. Crédito: Cornell University 
Al agregar paneles planos rígidos que no se pueden doblar, los investigadores localizan la flexión para que ocurra sólo en lugares específicos, creando pliegues.  Con este concepto se pueden construir una variedad de estructuras plegables:
desde tetraedros (pirámides      triangulares) hasta cubos 
En el caso del grafeno y el vidrio, los bimorfos también se pliegan en respuesta a estímulos químicos al conducir grandes cantidades de iones al vidrio, produciendo expansión. Por lo general, esta actividad química solo ocurre en el borde exterior del vidrio cuando se sumerge en líquidos iónicos. Como el bimorfo tiene solo unos pocos nanómetros de grosor, presenta una gran superficie en el borde externo conducente a una alta reactividad química. 
El bimorfo, debido a la fuerza relativa del grafeno, permite construir un exoesqueleto lo suficientemente fuerte para transportar los componentes electrónicos necesarios.  
Ahora los investigadores están abocados a la construcción de “músculos” a pequeña escala.
Una interesante y genial contribución al exponencial desarrollo de la nanorrobótica.

Lectura complementaria: