Todo comenzó con una niña curiosa de nueve años y una pregunta que le hizo a su madre. ¿En qué parte de su ciudad natal de Lyme Regis estaba la estatua de Mary Anning, la pionera cazadora de fósiles victoriana que, según había descubierto recientemente, había vivido y trabajado allí?
No había ninguno, Anya Pearson se vio obligada a decirle a su indignada hija. La vida de descubrimientos de Anning, incluido el hallazgo del primer esqueleto de ictiosaurio a la edad de solo 12 años, puede haber moldeado profundamente la ciencia emergente de la paleontología, pero en su propia ciudad de Dorset y más allá, había sido olvidada en gran medida.
La colegiala, Evie Swire, ahora tiene 15 años, y el sábado ella y Pearson verán cómo esa injusticia finalmente se corrige, con la inauguración de una sorprendente nueva estatua de Anningrecaudado y financiado gracias a una campaña que iniciaron como resultado directo de la pregunta de Evie.
Habiendo superado la planificación y los retrasos de Covid, se vieron obligados dos veces a encontrar un nuevo sitio y financiaron colectivamente más de £ 150,000 a través de su campaña Mary Anning Rocks, la pareja describe el momento como particularmente dulce.
“Sabía que algún día sucedería, pero obviamente ahora que finalmente está aquí, estoy muy feliz y orgullosa”, dice Evie. Anning, piensa, “estaría muy contenta de que finalmente obtuviera el reconocimiento que se merece”.
Anning nació en 1799 en el seno de una familia que se ganaba la vida, literalmente, en la costa alrededor del emergente centro turístico de Lyme Regis, excavando fósiles de los acantilados que se desmoronaban peligrosamente y vendiéndolos a coleccionistas y museos. Además del ictiosaurio, sus hallazgos incluyen el primer esqueleto completo de plesiosaurio y el primer pterosaurio encontrado en Gran Bretaña.
Pero ella era mucho más que una cazadora de huesos, dice la antropóloga y locutora Alice Roberts, partidaria de la campaña de la estatua desde el principio.
“Ella no era solo una coleccionista de fósiles, y esto es realmente importante. Entendió lo que buscaba, se comprometió con la ciencia de la época, aunque obviamente [as a working-class woman] ella no podía ser miembro de ninguna de las sociedades científicas de la época.”
Si bien Anning ciertamente no recibió todo el crédito por su experiencia, señala Roberts, “no es que no fuera muy conocida en su época. Aunque, en el siglo XIX y antes, había absolutamente menos mujeres que hombres involucrados en la ciencia y escribiendo sobre ciencia, todavía había muchas, y hay muchas que hemos olvidado”.
Ella siente que la marea está comenzando a cambiar, y para Mary Anning, ese es ciertamente el caso. En los últimos años, se agregó a Anning al plan de estudios de primaria y se le dio un nombre a un conjunto de habitaciones en el Museo de Historia Natural de Londres, donde ahora se guardan muchos de sus hallazgos. Ammonite, una película sobre su vida protagonizada por Kate Winslet y Saoirse Ronan, se estrenó en 2020.
Regístrese en First Edition, nuestro boletín diario gratuito, todas las mañanas de lunes a viernes a las 7 a.m. BST
“Los niños ahora crecen sabiendo quién es ella; es solo parte de su ADN educativo, así que eso es genial”, dice Pearson. “Ella está en buenas manos con la próxima generación”.
Y no es sólo Anning. “Lo que también es realmente encantador de la campaña es que nos ha demostrado que hay mucho amor por las mujeres históricamente olvidadas”, dice Pearson. Otros se han inspirado para hacer campaña para erigir sus propias estatuas, con al menos otros ocho proyectos actualmente en marcha bajo un grupo paraguas llamado VISIBLEwomenUK. “Este es el resultado final de lo que sucede cuando juntas a un montón de mujeres en una habitación. ¡Hacemos una mierda!”
Para Roberts, quien inaugurará la estatua acompañada de su propia hija de 12 años, “es muy importante para nuestras niñas ver a estas personas y escuchar estas historias. Es importante que nuestros niños escuchen esas historias y se den cuenta de que, ya sabes, la historia de la ciencia no es exclusivamente masculina”.
Todo comenzó con una niña curiosa de nueve años y una pregunta que le hizo a su madre. ¿En qué parte de su ciudad natal de Lyme Regis estaba la estatua de Mary Anning, la pionera cazadora de fósiles victoriana que, según había descubierto recientemente, había vivido y trabajado allí?
No había ninguno, Anya Pearson se vio obligada a decirle a su indignada hija. La vida de descubrimientos de Anning, incluido el hallazgo del primer esqueleto de ictiosaurio a la edad de solo 12 años, puede haber moldeado profundamente la ciencia emergente de la paleontología, pero en su propia ciudad de Dorset y más allá, había sido olvidada en gran medida.
La colegiala, Evie Swire, ahora tiene 15 años, y el sábado ella y Pearson verán cómo esa injusticia finalmente se corrige, con la inauguración de una sorprendente nueva estatua de Anningrecaudado y financiado gracias a una campaña que iniciaron como resultado directo de la pregunta de Evie.
Habiendo superado la planificación y los retrasos de Covid, se vieron obligados dos veces a encontrar un nuevo sitio y financiaron colectivamente más de £ 150,000 a través de su campaña Mary Anning Rocks, la pareja describe el momento como particularmente dulce.
“Sabía que algún día sucedería, pero obviamente ahora que finalmente está aquí, estoy muy feliz y orgullosa”, dice Evie. Anning, piensa, “estaría muy contenta de que finalmente obtuviera el reconocimiento que se merece”.
Anning nació en 1799 en el seno de una familia que se ganaba la vida, literalmente, en la costa alrededor del emergente centro turístico de Lyme Regis, excavando fósiles de los acantilados que se desmoronaban peligrosamente y vendiéndolos a coleccionistas y museos. Además del ictiosaurio, sus hallazgos incluyen el primer esqueleto completo de plesiosaurio y el primer pterosaurio encontrado en Gran Bretaña.
Pero ella era mucho más que una cazadora de huesos, dice la antropóloga y locutora Alice Roberts, partidaria de la campaña de la estatua desde el principio.
“Ella no era solo una coleccionista de fósiles, y esto es realmente importante. Entendió lo que buscaba, se comprometió con la ciencia de la época, aunque obviamente [as a working-class woman] ella no podía ser miembro de ninguna de las sociedades científicas de la época.”
Si bien Anning ciertamente no recibió todo el crédito por su experiencia, señala Roberts, “no es que no fuera muy conocida en su época. Aunque, en el siglo XIX y antes, había absolutamente menos mujeres que hombres involucrados en la ciencia y escribiendo sobre ciencia, todavía había muchas, y hay muchas que hemos olvidado”.
Ella siente que la marea está comenzando a cambiar, y para Mary Anning, ese es ciertamente el caso. En los últimos años, se agregó a Anning al plan de estudios de primaria y se le dio un nombre a un conjunto de habitaciones en el Museo de Historia Natural de Londres, donde ahora se guardan muchos de sus hallazgos. Ammonite, una película sobre su vida protagonizada por Kate Winslet y Saoirse Ronan, se estrenó en 2020.
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“Los niños ahora crecen sabiendo quién es ella; es solo parte de su ADN educativo, así que eso es genial”, dice Pearson. “Ella está en buenas manos con la próxima generación”.
Y no es sólo Anning. “Lo que también es realmente encantador de la campaña es que nos ha demostrado que hay mucho amor por las mujeres históricamente olvidadas”, dice Pearson. Otros se han inspirado para hacer campaña para erigir sus propias estatuas, con al menos otros ocho proyectos actualmente en marcha bajo un grupo paraguas llamado VISIBLEwomenUK. “Este es el resultado final de lo que sucede cuando juntas a un montón de mujeres en una habitación. ¡Hacemos una mierda!”
Para Roberts, quien inaugurará la estatua acompañada de su propia hija de 12 años, “es muy importante para nuestras niñas ver a estas personas y escuchar estas historias. Es importante que nuestros niños escuchen esas historias y se den cuenta de que, ya sabes, la historia de la ciencia no es exclusivamente masculina”.
Journal Reference:
- Kenan Qu, Sebastian Meuren, Nathaniel J. Fisch. Collective plasma effects of electron–positron pairs in beam-driven QED cascades. Physics of Plasmas, 2022; 29 (4): 042117 DOI: 10.1063/5.0078969
Producing the extraordinary bursts in space are celestial bodies such as neutron, or collapsed, stars called magnetars (magnet + star) enclosed in extreme magnetic fields. These fields are so strong that they turn the vacuum in space into an exotic plasma composed of matter and anti-matter in the form of pairs of negatively charged electrons and positively charged positrons, according to quantum electrodynamic (QED) theory. Emissions from these pairs are believed to be responsible for the powerful fast radio bursts.
Pair plasma
The matter-antimatter plasma, called “pair plasma,” stands in contrast to the usual plasma that fuels fusion reactions and makes up 99% of the visible universe. This plasma consists of matter only in the form of electrons and vastly higher-mass atomic nuclei, or ions. The electron-positron plasmas are composed of equal mass but oppositely charged particles that are subject to annihilation and creation. Such plasmas can exhibit quite different collective behavior.
“Our laboratory simulation is a small-scale analog of a magnetar environment,” said physicist Kenan Qu of the Princeton Department of Astrophysical Sciences. “This allows us to analyze QED pair plasmas,” said Qu, first author of a study showcased in Physics of Plasmas as a Scilight, or science highlight, and also first author of a paper in Physical Review Letters that the present paper expands on.
“Rather than simulating a strong magnetic field, we use a strong laser,” Qu said. “It converts energy into pair plasma through what are called QED cascades. The pair plasma then shifts the laser pulse to a higher frequency,” he said. “The exciting result demonstrates the prospects for creating and observing QED pair plasma in laboratories and enabling experiments to verify theories about fast radio bursts.”
Laboratory-produced pair plasmas have previously been created, noted physicist Nat Fisch, a professor of astrophysical sciences at Princeton University and associate director for academic affairs at PPPL who serves as principle investigator for this research. “And we think we know what laws govern their collective behavior,” Fisch said. “But until we actually produce a pair plasma in the laboratory that exhibits collective phenomena that we can probe, we cannot be absolutely sure of that.
Collective behavior
“The problem is that collective behavior in pair plasmas is notoriously hard to observe,” he added. “Thus, a major step for us was to think of this as a joint production-observation problem, recognizing that a great method of observation relaxes the conditions on what must be produced and in turn leads us to a more practicable user facility.”
The unique simulation the paper proposes creates high-density QED pair plasma by colliding the laser with a dense electron beam travelling near the speed of light. This approach is cost-efficient when compared with the commonly proposed method of colliding ultra-strong lasers to produce the QED cascades. The approach also slows the movement of plasma particles, thereby allowing stronger collective effects.
“No lasers are strong enough to achieve this today and building them could cost billions of dollars,” Qu said. “Our approach strongly supports using an electron beam accelerator and a moderately strong laser to achieve QED pair plasma. The implication of our study is that supporting this approach could save a lot of money.”
Currently underway are preparations for testing the simulation with a new round of laser and electron experiments at SLAC. “In a sense what we are doing here is the starting point of the cascade that produces radio bursts,” said Sebastian Meuren, a SLAC researcher and former postdoctoral visiting fellow at Princeton University who coauthored the two papers with Qu and Fisch.
Evolving experiment
“If we could observe something like a radio burst in the laboratory that would be extremely exciting,” Meuren said. “But the first part is just to observe the scattering of the electron beams and once we do that we’ll improve the laser intensity to get to higher densities to actually see the electron-positron pairs. The idea is that our experiment will evolve over the next two years or so.”
The overall goal of this research is understanding how bodies like magnetars create pair plasma and what new physics associated with fast radio bursts are brought about, Qu said. “These are the central questions we are interested in.”
This joint work was supported by National Nuclear Security Agency (NNSA) grants awarded to Princeton University through the Department of Astrophysical Sciences and by DOE grants awarded to Stanford University.
Unraveling a perplexing explosive process that occurs throughout the universe
Journal Reference:
- Kenan Qu, Sebastian Meuren, Nathaniel J. Fisch. Collective plasma effects of electron–positron pairs in beam-driven QED cascades. Physics of Plasmas, 2022; 29 (4): 042117 DOI: 10.1063/5.0078969
Producing the extraordinary bursts in space are celestial bodies such as neutron, or collapsed, stars called magnetars (magnet + star) enclosed in extreme magnetic fields. These fields are so strong that they turn the vacuum in space into an exotic plasma composed of matter and anti-matter in the form of pairs of negatively charged electrons and positively charged positrons, according to quantum electrodynamic (QED) theory. Emissions from these pairs are believed to be responsible for the powerful fast radio bursts.
Pair plasma
The matter-antimatter plasma, called “pair plasma,” stands in contrast to the usual plasma that fuels fusion reactions and makes up 99% of the visible universe. This plasma consists of matter only in the form of electrons and vastly higher-mass atomic nuclei, or ions. The electron-positron plasmas are composed of equal mass but oppositely charged particles that are subject to annihilation and creation. Such plasmas can exhibit quite different collective behavior.
“Our laboratory simulation is a small-scale analog of a magnetar environment,” said physicist Kenan Qu of the Princeton Department of Astrophysical Sciences. “This allows us to analyze QED pair plasmas,” said Qu, first author of a study showcased in Physics of Plasmas as a Scilight, or science highlight, and also first author of a paper in Physical Review Letters that the present paper expands on.
“Rather than simulating a strong magnetic field, we use a strong laser,” Qu said. “It converts energy into pair plasma through what are called QED cascades. The pair plasma then shifts the laser pulse to a higher frequency,” he said. “The exciting result demonstrates the prospects for creating and observing QED pair plasma in laboratories and enabling experiments to verify theories about fast radio bursts.”
Laboratory-produced pair plasmas have previously been created, noted physicist Nat Fisch, a professor of astrophysical sciences at Princeton University and associate director for academic affairs at PPPL who serves as principle investigator for this research. “And we think we know what laws govern their collective behavior,” Fisch said. “But until we actually produce a pair plasma in the laboratory that exhibits collective phenomena that we can probe, we cannot be absolutely sure of that.
Collective behavior
“The problem is that collective behavior in pair plasmas is notoriously hard to observe,” he added. “Thus, a major step for us was to think of this as a joint production-observation problem, recognizing that a great method of observation relaxes the conditions on what must be produced and in turn leads us to a more practicable user facility.”
The unique simulation the paper proposes creates high-density QED pair plasma by colliding the laser with a dense electron beam travelling near the speed of light. This approach is cost-efficient when compared with the commonly proposed method of colliding ultra-strong lasers to produce the QED cascades. The approach also slows the movement of plasma particles, thereby allowing stronger collective effects.
“No lasers are strong enough to achieve this today and building them could cost billions of dollars,” Qu said. “Our approach strongly supports using an electron beam accelerator and a moderately strong laser to achieve QED pair plasma. The implication of our study is that supporting this approach could save a lot of money.”
Currently underway are preparations for testing the simulation with a new round of laser and electron experiments at SLAC. “In a sense what we are doing here is the starting point of the cascade that produces radio bursts,” said Sebastian Meuren, a SLAC researcher and former postdoctoral visiting fellow at Princeton University who coauthored the two papers with Qu and Fisch.
Evolving experiment
“If we could observe something like a radio burst in the laboratory that would be extremely exciting,” Meuren said. “But the first part is just to observe the scattering of the electron beams and once we do that we’ll improve the laser intensity to get to higher densities to actually see the electron-positron pairs. The idea is that our experiment will evolve over the next two years or so.”
The overall goal of this research is understanding how bodies like magnetars create pair plasma and what new physics associated with fast radio bursts are brought about, Qu said. “These are the central questions we are interested in.”
This joint work was supported by National Nuclear Security Agency (NNSA) grants awarded to Princeton University through the Department of Astrophysical Sciences and by DOE grants awarded to Stanford University.
Unraveling a perplexing explosive process that occurs throughout the universe
En 2011, Fauja Singh se convirtió en la persona de mayor edad en correr un maratón cuando completó los 42 kilómetros de una carrera de Toronto en poco más de 8 horas. Singh, 100 en ese momento (y todavía activo hoy), es excepcional, pero no está solo. Las personas entrenan y compiten en eventos deportivos hasta los 70, 80 y 90 años.
Ahora, los científicos tienen algunas pistas nuevas sobre cómo lo hacen. Las células de estos individuos producen niveles diferentes de más de 800 tipos de proteínas que las de las personas mayores sedentarias, revelan las biopsias musculares. Muchas de estas proteínas están involucradas con las mitocondrias, que alimentan la célula.
Los científicos ya habían notado algunos efectos de la actividad física en las mitocondrias. Las personas que hacen ejercicio alrededor de 30 minutos por día, por ejemplo, bombean más proteínas que ayudan a impulsar las mitocondrias que las personas sedentarias.
Para descubrir qué estaban haciendo estas proteínas en personas mayores activas, Russell Hepple, biólogo muscular de la Universidad de Florida, realizó una investigación de campo inusual. Hepple tiene un atleta senior en su propia vida: el padre de su esposa tiene el récord de llegada más rápida para un hombre de 80 años en el maratón de Boston. Entonces, en las competencias de atletismo de su suegro, Hepple y su familia repartieron volantes a los corredores cuando cruzaban la línea de meta, con la esperanza de reclutarlos para un estudio.
Él y sus colegas también se acercaron a los poseedores de récords mundiales de alto nivel, y finalmente reclutaron a 15 atletas de alto nivel, todos de unos 80 años. La mitad compitió en eventos de velocidad, la otra mitad compitió en carreras de resistencia y varios fueron los mejores del mundo en sus categorías de eventos y edades.
Los investigadores les dieron a los voluntarios una resonancia magnética y una serie de pruebas clínicas para medir su equilibrio, velocidad al caminar y uso de oxígeno. También tomaron una pequeña biopsia del músculo vasto lateral de cada participante, que se extiende por la parte exterior del muslo. Hicieron lo mismo con 14 octogenarios que no eran atletas a modo de comparación.
A continuación, los investigadores utilizaron una técnica llamada cromatografía líquida para extraer proteínas de las muestras de músculo y otro método llamado espectrometría de masas para identificarlas. Encontraron alrededor de 800 proteínas que se produjeron en diferentes cantidades en los atletas y en los no atletas. Casi la mitad estaban relacionados con las mitocondrias, involucradas en funciones como la respiración celular y el aumento del número de mitocondrias en las células.
Muchas de estas proteínas se produjeron en niveles más altos, pero algunas en realidad se redujeron. Las células musculares del atleta produjeron menos proteínas involucradas con una estructura celular llamada spliceosoma, por ejemplo, que ayuda a proteger a una célula típica de algunos efectos del envejecimiento. Es una prueba más de que sus células no están envejeciendo como el resto de las nuestras, dice Luigi Ferrucci, geriatra del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud y autor del estudio.
La mayoría de las proteínas que identificó el equipo coincidían con las que se sabe que están potenciadas en atletas de cualquier edad. Pero 176 de las proteínas mitocondriales eran exclusivas de los atletas octogenarios y podría ser la razón de su atletismo tardío, informa el equipo este mes en eLife. Es probable que tengan una combinación afortunada de genes complementados por su intenso entrenamiento.
“Este estudio hace un muy buen trabajo al mostrar cómo estos atletas mantienen la salud mitocondrial incluso cuando envejecen”, dice Mark Tarnopolsky, biólogo muscular de la Universidad McMaster que no participó en la investigación.
Ahora que los científicos tienen esta lista de proteínas, pueden comenzar a observar de cerca sus funciones, una por una, estudiándolas en modelos animales, dice Ferrucci. La esperanza es algún día desarrollar tratamientos terapéuticos para combatir el declive muscular utilizando el conocimiento resultante, dice.
“No existe una verdadera fuente de la juventud”, dice Hepple, “pero estos [senior] los atletas están lo más cerca posible de eso”.
En 2011, Fauja Singh se convirtió en la persona de mayor edad en correr un maratón cuando completó los 42 kilómetros de una carrera de Toronto en poco más de 8 horas. Singh, 100 en ese momento (y todavía activo hoy), es excepcional, pero no está solo. Las personas entrenan y compiten en eventos deportivos hasta los 70, 80 y 90 años.
Ahora, los científicos tienen algunas pistas nuevas sobre cómo lo hacen. Las células de estos individuos producen niveles diferentes de más de 800 tipos de proteínas que las de las personas mayores sedentarias, revelan las biopsias musculares. Muchas de estas proteínas están involucradas con las mitocondrias, que alimentan la célula.
Los científicos ya habían notado algunos efectos de la actividad física en las mitocondrias. Las personas que hacen ejercicio alrededor de 30 minutos por día, por ejemplo, bombean más proteínas que ayudan a impulsar las mitocondrias que las personas sedentarias.
Para descubrir qué estaban haciendo estas proteínas en personas mayores activas, Russell Hepple, biólogo muscular de la Universidad de Florida, realizó una investigación de campo inusual. Hepple tiene un atleta senior en su propia vida: el padre de su esposa tiene el récord de llegada más rápida para un hombre de 80 años en el maratón de Boston. Entonces, en las competencias de atletismo de su suegro, Hepple y su familia repartieron volantes a los corredores cuando cruzaban la línea de meta, con la esperanza de reclutarlos para un estudio.
Él y sus colegas también se acercaron a los poseedores de récords mundiales de alto nivel, y finalmente reclutaron a 15 atletas de alto nivel, todos de unos 80 años. La mitad compitió en eventos de velocidad, la otra mitad compitió en carreras de resistencia y varios fueron los mejores del mundo en sus categorías de eventos y edades.
Los investigadores les dieron a los voluntarios una resonancia magnética y una serie de pruebas clínicas para medir su equilibrio, velocidad al caminar y uso de oxígeno. También tomaron una pequeña biopsia del músculo vasto lateral de cada participante, que se extiende por la parte exterior del muslo. Hicieron lo mismo con 14 octogenarios que no eran atletas a modo de comparación.
A continuación, los investigadores utilizaron una técnica llamada cromatografía líquida para extraer proteínas de las muestras de músculo y otro método llamado espectrometría de masas para identificarlas. Encontraron alrededor de 800 proteínas que se produjeron en diferentes cantidades en los atletas y en los no atletas. Casi la mitad estaban relacionados con las mitocondrias, involucradas en funciones como la respiración celular y el aumento del número de mitocondrias en las células.
Muchas de estas proteínas se produjeron en niveles más altos, pero algunas en realidad se redujeron. Las células musculares del atleta produjeron menos proteínas involucradas con una estructura celular llamada spliceosoma, por ejemplo, que ayuda a proteger a una célula típica de algunos efectos del envejecimiento. Es una prueba más de que sus células no están envejeciendo como el resto de las nuestras, dice Luigi Ferrucci, geriatra del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud y autor del estudio.
La mayoría de las proteínas que identificó el equipo coincidían con las que se sabe que están potenciadas en atletas de cualquier edad. Pero 176 de las proteínas mitocondriales eran exclusivas de los atletas octogenarios y podría ser la razón de su atletismo tardío, informa el equipo este mes en eLife. Es probable que tengan una combinación afortunada de genes complementados por su intenso entrenamiento.
“Este estudio hace un muy buen trabajo al mostrar cómo estos atletas mantienen la salud mitocondrial incluso cuando envejecen”, dice Mark Tarnopolsky, biólogo muscular de la Universidad McMaster que no participó en la investigación.
Ahora que los científicos tienen esta lista de proteínas, pueden comenzar a observar de cerca sus funciones, una por una, estudiándolas en modelos animales, dice Ferrucci. La esperanza es algún día desarrollar tratamientos terapéuticos para combatir el declive muscular utilizando el conocimiento resultante, dice.
“No existe una verdadera fuente de la juventud”, dice Hepple, “pero estos [senior] los atletas están lo más cerca posible de eso”.
UNA medida que el virus acelera su evolución, los humanos capitulan. Durante dos años y medio, el Covid-19 ha estado superando nuestra respuesta, haciéndose cada vez más transmisible y alcanzando un nivel de infecciosidad que pocos patógenos han alcanzado. En lugar de adoptar una postura de adelantarse al virus y burlarlo, la gente ha sucumbido.
En los últimos meses, experimentamos un salto sorprendente en la transmisibilidad cuando la variante Omicron (BA.1) se volvió dominante, con un aumento de al menos tres veces en el número reproductivo más allá de Delta. A pesar de la esperanza de que esto podría estar alcanzando el límite superior de la capacidad de propagación del virus, rápidamente hicimos la transición a una ola BA.2, con al menos otro salto de alrededor del 30 % de transmisibilidad, y ahora nos dirigimos, en los Estados Unidos, a una subvariante dominante conocida como BA.2.12.1, que es otro 25% más transmisible que BA.2 y ya representa cerca del 50% de los casos nuevos.
Esto seguramente constituye una aceleración significativa de la evolución del virus. Ha habido miles de variantes en el transcurso de la pandemia, pero solo cinco variantes principales, que afectan a grandes poblaciones de personas, recibieron designaciones de letras griegas (Alfa, Beta, Gamma, Delta y Omicron). Cada una de estas variantes anteriores tenía numerosos sublinajes o mutaciones que podrían considerarse parientes de la variante principal pero que no tenían ninguna consecuencia funcional: no aumentaban la transmisibilidad ni la patogenicidad. Pero con Omicron, ya hemos visto múltiples subvariantes con mayor infecciosidad, no solo BA.2, BA.2.12.1, sino también BA.4 y BA.5, que están generando una nueva ola en Sudáfrica.
A medida que observamos cómo el virus mejora notablemente su capacidad para encontrar huéspedes nuevos o repetidos, uno pensaría que se consideraría un llamado urgente a la acción. Pero en cambio, ha habido una percepción pública de que la pandemia ha terminado, mientras que, al mismo tiempo, las agencias de salud pública están adoptando la política de que debemos “vivir con Covid”.
No, no tenemos que vivir con Covid, porque el Covid que estamos viendo ahora es muy preocupante. Si bien no ha habido un aumento en las hospitalizaciones, claramente están aumentando, con un aumento de más del 20 % en los Estados Unidos durante las últimas dos semanas. La proporción de personas hospitalizadas y fallecidas entre los vacunados, en comparación con los no vacunados, ha aumentado sustancialmente. Al igual que las muertes: durante la ola Delta en los Estados Unidos, las personas vacunadas representaron el 23 % de las muertes, mientras que esto casi se duplicó al 42 % durante la ola Omicron. Muchas de estas hospitalizaciones y muertes entre las personas vacunadas se pueden atribuir a la falta de una vacuna de refuerzo o a la disminución sustancial de la eficacia que se manifiesta cuatro meses después de la vacuna de refuerzo.
Además, una idea errónea importante es que las vacunas se mantienen estables para proteger contra enfermedades graves, hospitalizaciones y muertes. No son. Cuando se administró un refuerzo durante la ola Delta, restauró completamente la protección contra estos resultados, al nivel de 95% de efectividad. Pero para Omicron, con un refuerzo (o segundo refuerzo), la protección fue de aproximadamente el 80 %. Si bien sigue siendo alto, representa un importante menú desplegable cuádruple (falta de efectividad del 55 % frente al 20 %). En consecuencia, se exagera la confianza en que nuestras vacunas, dirigidas a la cepa original de 2019, son altamente protectoras contra enfermedades graves. No menos son los claros indicios de que la durabilidad de dicha protección se reduce. Todo esto está ligado a la marcada evolución del virus, y aún carecemos de datos sobre la efectividad de la vacuna frente a la variante BA.2.12.1, que pronto será dominante aquí.
Con la perspectiva de variantes más nocivas por delante, es inconcebible que ahora nos rindamos. No más financiación del gobierno. La única vacuna nueva en la tolva es un refuerzo de Omicron, pero dado que se basa en la variante BA.1, es posible que no brinde mucha protección contra lo que estamos viendo ahora (BA.2.12.1 tiene inmunidad cruzada reducida) o donde el virus vendrá este verano, cuando esa vacuna esté disponible. Incluso nos enfrentamos a una escasez de vacunas en los próximos meses.
En lugar de darse por vencido, es hora de duplicar las innovaciones que tienen una alta probabilidad de anticipar la evolución del virus y facilitar el final de la pandemia. Lo primero en la lista es el desarrollo de vacunas nasales a prueba de variantes. Un aerosol nasal que induzca la inmunidad de las mucosas ayudaría a bloquear la transmisión, para lo cual ahora tenemos una defensa mínima de la familia de variantes hipertransmisibles Omicron. Tres de estas vacunas nasales se encuentran en las últimas etapas de los ensayos clínicos, pero a diferencia de las inyecciones, no ha habido ninguna Operación Warp Speed ni apoyo gubernamental para acelerar su ejecución o éxito. Lo siguiente, con tantos medicamentos candidatos que son prometedores, es acelerar estos ensayos clínicos. Recuerde que Paxlovid es el programa de moléculas pequeñas (píldora) más rápido de la historia: menos de dos años desde el diseño de la molécula hasta la finalización de los ensayos aleatorios definitivos que muestran una alta eficacia y su comercialización. ¿Por qué no se ha aplicado una persecución tan agresiva a tantos otros antivirales, que incluyen píldoras, nanocuerpos inhalados y señuelos ACE-2?
El concepto de una vacuna pan-β-coronavirus o pan-sarbecovirus es atractivo y ha sido perseguido por laboratorios académicos de todo el mundo durante los últimos dos años. Se han descubierto decenas de anticuerpos neutralizantes amplios (bnAbs), que tienen una alta probabilidad de proteger contra cualquier variante futura. Pero hay casi un vacío en el desarrollo y prueba de una vacuna basada en estos bnAbs. Tales vacunas están claramente a nuestro alcance, pero la falta de inversión en una iniciativa de alta prioridad y velocidad nos está frenando. Una combinación de vacunas nasales u orales, más y mejores medicamentos y una vacuna contra el coronavirus a prueba de variantes probablemente catalizaría una salida definitiva de la pandemia.
La percepción pública de que nuestras vacunas tienen “fugas” es cierta, pero es erróneo atribuir la culpa a las vacunas, que han salvado millones de vidas en todo el mundo. Es la evolución acelerada del virus, que es astuto, y se ha vuelto más formidable con el tiempo lo que está en la raíz de nuestro problema ahora. Podemos ser más astutos y finalmente adelantarnos al virus si no nos sometemos a la fatiga en lugar de a la dura perseverancia, y a la necedad en lugar de la inteligencia.
UNA medida que el virus acelera su evolución, los humanos capitulan. Durante dos años y medio, el Covid-19 ha estado superando nuestra respuesta, haciéndose cada vez más transmisible y alcanzando un nivel de infecciosidad que pocos patógenos han alcanzado. En lugar de adoptar una postura de adelantarse al virus y burlarlo, la gente ha sucumbido.
En los últimos meses, experimentamos un salto sorprendente en la transmisibilidad cuando la variante Omicron (BA.1) se volvió dominante, con un aumento de al menos tres veces en el número reproductivo más allá de Delta. A pesar de la esperanza de que esto podría estar alcanzando el límite superior de la capacidad de propagación del virus, rápidamente hicimos la transición a una ola BA.2, con al menos otro salto de alrededor del 30 % de transmisibilidad, y ahora nos dirigimos, en los Estados Unidos, a una subvariante dominante conocida como BA.2.12.1, que es otro 25% más transmisible que BA.2 y ya representa cerca del 50% de los casos nuevos.
Esto seguramente constituye una aceleración significativa de la evolución del virus. Ha habido miles de variantes en el transcurso de la pandemia, pero solo cinco variantes principales, que afectan a grandes poblaciones de personas, recibieron designaciones de letras griegas (Alfa, Beta, Gamma, Delta y Omicron). Cada una de estas variantes anteriores tenía numerosos sublinajes o mutaciones que podrían considerarse parientes de la variante principal pero que no tenían ninguna consecuencia funcional: no aumentaban la transmisibilidad ni la patogenicidad. Pero con Omicron, ya hemos visto múltiples subvariantes con mayor infecciosidad, no solo BA.2, BA.2.12.1, sino también BA.4 y BA.5, que están generando una nueva ola en Sudáfrica.
A medida que observamos cómo el virus mejora notablemente su capacidad para encontrar huéspedes nuevos o repetidos, uno pensaría que se consideraría un llamado urgente a la acción. Pero en cambio, ha habido una percepción pública de que la pandemia ha terminado, mientras que, al mismo tiempo, las agencias de salud pública están adoptando la política de que debemos “vivir con Covid”.
No, no tenemos que vivir con Covid, porque el Covid que estamos viendo ahora es muy preocupante. Si bien no ha habido un aumento en las hospitalizaciones, claramente están aumentando, con un aumento de más del 20 % en los Estados Unidos durante las últimas dos semanas. La proporción de personas hospitalizadas y fallecidas entre los vacunados, en comparación con los no vacunados, ha aumentado sustancialmente. Al igual que las muertes: durante la ola Delta en los Estados Unidos, las personas vacunadas representaron el 23 % de las muertes, mientras que esto casi se duplicó al 42 % durante la ola Omicron. Muchas de estas hospitalizaciones y muertes entre las personas vacunadas se pueden atribuir a la falta de una vacuna de refuerzo o a la disminución sustancial de la eficacia que se manifiesta cuatro meses después de la vacuna de refuerzo.
Además, una idea errónea importante es que las vacunas se mantienen estables para proteger contra enfermedades graves, hospitalizaciones y muertes. No son. Cuando se administró un refuerzo durante la ola Delta, restauró completamente la protección contra estos resultados, al nivel de 95% de efectividad. Pero para Omicron, con un refuerzo (o segundo refuerzo), la protección fue de aproximadamente el 80 %. Si bien sigue siendo alto, representa un importante menú desplegable cuádruple (falta de efectividad del 55 % frente al 20 %). En consecuencia, se exagera la confianza en que nuestras vacunas, dirigidas a la cepa original de 2019, son altamente protectoras contra enfermedades graves. No menos son los claros indicios de que la durabilidad de dicha protección se reduce. Todo esto está ligado a la marcada evolución del virus, y aún carecemos de datos sobre la efectividad de la vacuna frente a la variante BA.2.12.1, que pronto será dominante aquí.
Con la perspectiva de variantes más nocivas por delante, es inconcebible que ahora nos rindamos. No más financiación del gobierno. La única vacuna nueva en la tolva es un refuerzo de Omicron, pero dado que se basa en la variante BA.1, es posible que no brinde mucha protección contra lo que estamos viendo ahora (BA.2.12.1 tiene inmunidad cruzada reducida) o donde el virus vendrá este verano, cuando esa vacuna esté disponible. Incluso nos enfrentamos a una escasez de vacunas en los próximos meses.
En lugar de darse por vencido, es hora de duplicar las innovaciones que tienen una alta probabilidad de anticipar la evolución del virus y facilitar el final de la pandemia. Lo primero en la lista es el desarrollo de vacunas nasales a prueba de variantes. Un aerosol nasal que induzca la inmunidad de las mucosas ayudaría a bloquear la transmisión, para lo cual ahora tenemos una defensa mínima de la familia de variantes hipertransmisibles Omicron. Tres de estas vacunas nasales se encuentran en las últimas etapas de los ensayos clínicos, pero a diferencia de las inyecciones, no ha habido ninguna Operación Warp Speed ni apoyo gubernamental para acelerar su ejecución o éxito. Lo siguiente, con tantos medicamentos candidatos que son prometedores, es acelerar estos ensayos clínicos. Recuerde que Paxlovid es el programa de moléculas pequeñas (píldora) más rápido de la historia: menos de dos años desde el diseño de la molécula hasta la finalización de los ensayos aleatorios definitivos que muestran una alta eficacia y su comercialización. ¿Por qué no se ha aplicado una persecución tan agresiva a tantos otros antivirales, que incluyen píldoras, nanocuerpos inhalados y señuelos ACE-2?
El concepto de una vacuna pan-β-coronavirus o pan-sarbecovirus es atractivo y ha sido perseguido por laboratorios académicos de todo el mundo durante los últimos dos años. Se han descubierto decenas de anticuerpos neutralizantes amplios (bnAbs), que tienen una alta probabilidad de proteger contra cualquier variante futura. Pero hay casi un vacío en el desarrollo y prueba de una vacuna basada en estos bnAbs. Tales vacunas están claramente a nuestro alcance, pero la falta de inversión en una iniciativa de alta prioridad y velocidad nos está frenando. Una combinación de vacunas nasales u orales, más y mejores medicamentos y una vacuna contra el coronavirus a prueba de variantes probablemente catalizaría una salida definitiva de la pandemia.
La percepción pública de que nuestras vacunas tienen “fugas” es cierta, pero es erróneo atribuir la culpa a las vacunas, que han salvado millones de vidas en todo el mundo. Es la evolución acelerada del virus, que es astuto, y se ha vuelto más formidable con el tiempo lo que está en la raíz de nuestro problema ahora. Podemos ser más astutos y finalmente adelantarnos al virus si no nos sometemos a la fatiga en lugar de a la dura perseverancia, y a la necedad en lugar de la inteligencia.
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La nueva cápsula de tripulación Starliner de Boeing se ha acoplado por primera vez a la Estación Espacial Internacional, completando un objetivo importante en un vuelo de prueba crucial en órbita sin astronautas a bordo.
La cita del CST-100 Starliner en forma de gominola con el puesto avanzado de investigación orbital, que actualmente alberga a una tripulación de siete miembros, se produjo el viernes casi 26 horas después del lanzamiento de la cápsula desde la Base de la Fuerza Espacial de EE. UU. de Cabo Cañaveral en Florida.
Starliner despegó el jueves sobre un cohete Atlas V proporcionado por la empresa conjunta Boeing-Lockheed Martin United Launch Alliance (ULA) y alcanzó su órbita preliminar prevista 31 minutos después a pesar de la falla de dos propulsores a bordo.
Boeing dijo que los dos propulsores defectuosos no representaban ningún riesgo para el resto del vuelo espacial, que se produce después de más de dos años de retrasos y costosos contratiempos de ingeniería en un programa diseñado para darle a la NASA otro vehículo para enviar a sus astronautas hacia y desde la órbita.
El acoplamiento con la ISS tuvo lugar a las 8:28 p. m. EDT (00:28 GMT del sábado) cuando los dos vehículos volaron 436 km (271 millas) sobre el sur del Océano Índico frente a la costa de Australia, según los comentaristas en una transmisión web en vivo de la Nasa sobre el enlace.
Marcó la primera vez que las naves espaciales de los dos socios del Programa de tripulación comercial de la NASA se unieron físicamente a la estación espacial al mismo tiempo. Una cápsula SpaceX Crew Dragon se ha acoplado a la estación espacial desde que entregó cuatro astronautas a la ISS a fines de abril.
Mucho dependía del resultado, después de que un desafortunado primer vuelo de prueba a fines de 2019 casi terminara con la pérdida del vehículo luego de una falla de software que frustró efectivamente la capacidad de la nave espacial para llegar a la estación espacial.
Problemas posteriores con el sistema de propulsión de Starliner, suministrado por Aerojet Rocketdyne, llevaron a Boeing a descartar un segundo intento de lanzar la cápsula el verano pasado.
Starliner permaneció en tierra durante nueve meses más mientras las dos compañías discutían sobre qué causó que las válvulas de combustible se cerraran y qué empresa era responsable de repararlas, como informó Reuters la semana pasada.
Boeing dijo que finalmente resolvió el problema con una solución temporal y planeó un rediseño después del vuelo de esta semana.
Además de buscar la causa de las fallas de los propulsores poco después del lanzamiento del jueves, Boeing dijo que estaba monitoreando un comportamiento inesperado detectado con el sistema de control térmico de Starliner, pero que las temperaturas de la cápsula se mantuvieron estables.
“Todo esto es parte del proceso de aprendizaje para operar Starliner en órbita”, dijo el comentarista de la misión de Boeing, Steve Siceloff, durante la transmisión por Internet de la NASA.
La cápsula está programada para salir de la estación espacial el miércoles para un vuelo de regreso a la Tierra, que termina con un aterrizaje en paracaídas con bolsas de aire blandas en el desierto de Nuevo México.
Un éxito se considera fundamental para Boeing, ya que la compañía con sede en Chicago se esfuerza por salir de las sucesivas crisis en su negocio de aviones y su unidad de defensa espacial. Solo el programa Starliner ha costado casi 600 millones de dólares en contratiempos de ingeniería desde el percance de 2019.
Si todo va bien con la misión actual, Starliner podría llevar a su primer equipo de astronautas a la estación espacial tan pronto como el otoño.
Por ahora, el único pasajero era un maniquí de investigación, caprichosamente llamado Rosie the Rocketeer y vestido con un traje de vuelo azul, atado al asiento del comandante y recopilando datos sobre las condiciones de la cabina de la tripulación durante el viaje, más 800 libras (363 kg) de carga para entregar a la estación espacial.
La plataforma orbital está ocupada actualmente por una tripulación de tres astronautas de la NASA, un astronauta de la Agencia Espacial Europea de Italia y tres cosmonautas rusos.
Desde que reanudó los vuelos tripulados a la órbita desde suelo estadounidense en 2020, nueve años después de que finalizara el programa del transbordador espacial, la agencia espacial de EE. UU. ha tenido que depender únicamente de los cohetes Falcon 9 y las cápsulas Crew Dragon de la compañía SpaceX de Elon Musk para llevar a los astronautas de la NASA.
Anteriormente, la única otra opción para llegar al laboratorio orbital era hacer autostop a bordo de la nave espacial rusa Soyuz.
La nueva cápsula de tripulación Starliner de Boeing se ha acoplado por primera vez a la Estación Espacial Internacional, completando un objetivo importante en un vuelo de prueba crucial en órbita sin astronautas a bordo.
La cita del CST-100 Starliner en forma de gominola con el puesto avanzado de investigación orbital, que actualmente alberga a una tripulación de siete miembros, se produjo el viernes casi 26 horas después del lanzamiento de la cápsula desde la Base de la Fuerza Espacial de EE. UU. de Cabo Cañaveral en Florida.
Starliner despegó el jueves sobre un cohete Atlas V proporcionado por la empresa conjunta Boeing-Lockheed Martin United Launch Alliance (ULA) y alcanzó su órbita preliminar prevista 31 minutos después a pesar de la falla de dos propulsores a bordo.
Boeing dijo que los dos propulsores defectuosos no representaban ningún riesgo para el resto del vuelo espacial, que se produce después de más de dos años de retrasos y costosos contratiempos de ingeniería en un programa diseñado para darle a la NASA otro vehículo para enviar a sus astronautas hacia y desde la órbita.
El acoplamiento con la ISS tuvo lugar a las 8:28 p. m. EDT (00:28 GMT del sábado) cuando los dos vehículos volaron 436 km (271 millas) sobre el sur del Océano Índico frente a la costa de Australia, según los comentaristas en una transmisión web en vivo de la Nasa sobre el enlace.
Marcó la primera vez que las naves espaciales de los dos socios del Programa de tripulación comercial de la NASA se unieron físicamente a la estación espacial al mismo tiempo. Una cápsula SpaceX Crew Dragon se ha acoplado a la estación espacial desde que entregó cuatro astronautas a la ISS a fines de abril.
Mucho dependía del resultado, después de que un desafortunado primer vuelo de prueba a fines de 2019 casi terminara con la pérdida del vehículo luego de una falla de software que frustró efectivamente la capacidad de la nave espacial para llegar a la estación espacial.
Problemas posteriores con el sistema de propulsión de Starliner, suministrado por Aerojet Rocketdyne, llevaron a Boeing a descartar un segundo intento de lanzar la cápsula el verano pasado.
Starliner permaneció en tierra durante nueve meses más mientras las dos compañías discutían sobre qué causó que las válvulas de combustible se cerraran y qué empresa era responsable de repararlas, como informó Reuters la semana pasada.
Boeing dijo que finalmente resolvió el problema con una solución temporal y planeó un rediseño después del vuelo de esta semana.
Además de buscar la causa de las fallas de los propulsores poco después del lanzamiento del jueves, Boeing dijo que estaba monitoreando un comportamiento inesperado detectado con el sistema de control térmico de Starliner, pero que las temperaturas de la cápsula se mantuvieron estables.
“Todo esto es parte del proceso de aprendizaje para operar Starliner en órbita”, dijo el comentarista de la misión de Boeing, Steve Siceloff, durante la transmisión por Internet de la NASA.
La cápsula está programada para salir de la estación espacial el miércoles para un vuelo de regreso a la Tierra, que termina con un aterrizaje en paracaídas con bolsas de aire blandas en el desierto de Nuevo México.
Un éxito se considera fundamental para Boeing, ya que la compañía con sede en Chicago se esfuerza por salir de las sucesivas crisis en su negocio de aviones y su unidad de defensa espacial. Solo el programa Starliner ha costado casi 600 millones de dólares en contratiempos de ingeniería desde el percance de 2019.
Si todo va bien con la misión actual, Starliner podría llevar a su primer equipo de astronautas a la estación espacial tan pronto como el otoño.
Por ahora, el único pasajero era un maniquí de investigación, caprichosamente llamado Rosie the Rocketeer y vestido con un traje de vuelo azul, atado al asiento del comandante y recopilando datos sobre las condiciones de la cabina de la tripulación durante el viaje, más 800 libras (363 kg) de carga para entregar a la estación espacial.
La plataforma orbital está ocupada actualmente por una tripulación de tres astronautas de la NASA, un astronauta de la Agencia Espacial Europea de Italia y tres cosmonautas rusos.
Desde que reanudó los vuelos tripulados a la órbita desde suelo estadounidense en 2020, nueve años después de que finalizara el programa del transbordador espacial, la agencia espacial de EE. UU. ha tenido que depender únicamente de los cohetes Falcon 9 y las cápsulas Crew Dragon de la compañía SpaceX de Elon Musk para llevar a los astronautas de la NASA.
Anteriormente, la única otra opción para llegar al laboratorio orbital era hacer autostop a bordo de la nave espacial rusa Soyuz.
Journal Reference:
- Carlos J. Ballester‐Rosado, John T. Le, Trang T. Lam, Carrie A. Mohila, Sandi Lam, Anne E. Anderson, James D. Frost, John W. Swann. A Role for Insulin‐like Growth Factor 1 in the Generation of Epileptic Spasms. Annals of Neurology, 2022; DOI: 10.1002/ana.26383
Dr. Swann is a leading expert in epilepsy research and a few years back, his team’s pioneering discoveries resulted in an FDA-approved treatment for severe epilepsy among tuberous sclerosis patients. He and his team have had a longstanding interest and experience in studying infantile spasms, an epileptic disorder diagnosed in roughly 2500 babies in the United States each year.
Early-life brain injuries reduce IGF-1 levels and impair the IGF-1 signaling pathway
“It has been previously reported that IS patients with preexisting brain abnormalities have low levels of IGF-1 in their cerebrospinal fluid and based on that study, we were interested in investigating if IGF-1 levels were altered in the brains of IS animals and patients,” Swann said.
For their investigations, the team used a well-established method to induce spontaneous epileptic spasms in rodents. This methodology, developed in 2008 in the Swann lab, involves chronic infusion of tetrodotoxin (TTX) into the cortex of the infant rat brain, which causes injury at the infusion site and results in spasms that are virtually identical to the those seen in IS patients.
“As is expected after a brain injury, we saw an increase in IGF-1 levels in the non-neuronal support cells (aka glia) at the site of TTX infusion. However, we were most intrigued by the remarkable and widespread decrease in IGF-1 expression in cortical neurons in brain regions adjacent to or further away from the site of TTX injection — a phenomenon that had never been reported before,” Swann said.
Next, the team studied resected cortical tissue from IS patients who had prior perinatal strokes and had undergone surgery to control their intractable seizures. The results were remarkably similar to what they had seen in IS animals.
“More importantly, we found this reduction in cortical levels of IGF-1 had significant consequences in IS animal models because it dampened the overall activity of the IGF-1 molecular signaling pathways that regulate many important biological processes involved in early brain development and neuronal function,” said Dr. Carlos Ballester-Rosado, a postdoctoral associate in the Swann lab and first author of the study.
An IGF-1 analog eliminates infantile spasms in animals
To determine if increasing IGF-1 levels in the cortex of IS animals could ameliorate spasms, the team used a smaller version of IGF-1 that can cross the blood-brain barrier with greater ease than the full-length hormone. The IGF-1 tripeptide they tested is a natural by-product of IGF-1 breakdown that is found normally in the brain. Moreover, this analog has been previously demonstrated to successfully reverse behavioral defects in animal models of other neurodevelopmental disorders such as Rett syndrome and Phelan-McDermid syndrome.
“Using several lines of evidence, we first confirmed that this IGF-1 tripeptide was capable of activating the IGF-1 signaling cascade in mice,” Swann said. “We then found — to our astonishment — that administration of IGF-1 successfully eliminated spasms and an IS-specific chaotic brain activity pattern called hypsarrhythmia in most of the IS animals. We are excited because these findings raise the tantalizing possibility that this IGF-1 analog can be used to treat IS patients in the future.”
Others involved in the study are John Le, Trang Lam, Carrie Mohila, Sandi Lam, Anne Anderson and James Frost. The authors are affiliated with one or more of the following institutions: Cain Foundation Laboratories, the Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute at Texas Children’s Hospital and Baylor College of Medicine. The study was funded by CURE Epilepsy’s Infantile Spasms Initiative, grants from the National Institute of Health (RO1 NS018309, RO1 NS105913 and R61/R33 NS112553) and Intellectual and Developmental Disabilities Centers (1U54 HD083092) from the Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development.
Study discovers an underlying cause for infantile spasms and points to a novel therapy
Journal Reference:
- Carlos J. Ballester‐Rosado, John T. Le, Trang T. Lam, Carrie A. Mohila, Sandi Lam, Anne E. Anderson, James D. Frost, John W. Swann. A Role for Insulin‐like Growth Factor 1 in the Generation of Epileptic Spasms. Annals of Neurology, 2022; DOI: 10.1002/ana.26383
Dr. Swann is a leading expert in epilepsy research and a few years back, his team’s pioneering discoveries resulted in an FDA-approved treatment for severe epilepsy among tuberous sclerosis patients. He and his team have had a longstanding interest and experience in studying infantile spasms, an epileptic disorder diagnosed in roughly 2500 babies in the United States each year.
Early-life brain injuries reduce IGF-1 levels and impair the IGF-1 signaling pathway
“It has been previously reported that IS patients with preexisting brain abnormalities have low levels of IGF-1 in their cerebrospinal fluid and based on that study, we were interested in investigating if IGF-1 levels were altered in the brains of IS animals and patients,” Swann said.
For their investigations, the team used a well-established method to induce spontaneous epileptic spasms in rodents. This methodology, developed in 2008 in the Swann lab, involves chronic infusion of tetrodotoxin (TTX) into the cortex of the infant rat brain, which causes injury at the infusion site and results in spasms that are virtually identical to the those seen in IS patients.
“As is expected after a brain injury, we saw an increase in IGF-1 levels in the non-neuronal support cells (aka glia) at the site of TTX infusion. However, we were most intrigued by the remarkable and widespread decrease in IGF-1 expression in cortical neurons in brain regions adjacent to or further away from the site of TTX injection — a phenomenon that had never been reported before,” Swann said.
Next, the team studied resected cortical tissue from IS patients who had prior perinatal strokes and had undergone surgery to control their intractable seizures. The results were remarkably similar to what they had seen in IS animals.
“More importantly, we found this reduction in cortical levels of IGF-1 had significant consequences in IS animal models because it dampened the overall activity of the IGF-1 molecular signaling pathways that regulate many important biological processes involved in early brain development and neuronal function,” said Dr. Carlos Ballester-Rosado, a postdoctoral associate in the Swann lab and first author of the study.
An IGF-1 analog eliminates infantile spasms in animals
To determine if increasing IGF-1 levels in the cortex of IS animals could ameliorate spasms, the team used a smaller version of IGF-1 that can cross the blood-brain barrier with greater ease than the full-length hormone. The IGF-1 tripeptide they tested is a natural by-product of IGF-1 breakdown that is found normally in the brain. Moreover, this analog has been previously demonstrated to successfully reverse behavioral defects in animal models of other neurodevelopmental disorders such as Rett syndrome and Phelan-McDermid syndrome.
“Using several lines of evidence, we first confirmed that this IGF-1 tripeptide was capable of activating the IGF-1 signaling cascade in mice,” Swann said. “We then found — to our astonishment — that administration of IGF-1 successfully eliminated spasms and an IS-specific chaotic brain activity pattern called hypsarrhythmia in most of the IS animals. We are excited because these findings raise the tantalizing possibility that this IGF-1 analog can be used to treat IS patients in the future.”
Others involved in the study are John Le, Trang Lam, Carrie Mohila, Sandi Lam, Anne Anderson and James Frost. The authors are affiliated with one or more of the following institutions: Cain Foundation Laboratories, the Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute at Texas Children’s Hospital and Baylor College of Medicine. The study was funded by CURE Epilepsy’s Infantile Spasms Initiative, grants from the National Institute of Health (RO1 NS018309, RO1 NS105913 and R61/R33 NS112553) and Intellectual and Developmental Disabilities Centers (1U54 HD083092) from the Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development.
Study discovers an underlying cause for infantile spasms and points to a novel therapy
PARQUE NACIONAL ALERCE COSTERO EN CHILE—Hace unos 5400 años, cuando los humanos inventaban la escritura, un árbol de alerce (Fitzroya cupresoides) pudo haber comenzado a crecer aquí en las montañas costeras del actual Chile. Protegido en un barranco fresco y húmedo, evitó los incendios y la tala que acabaron con muchos otros de su tipo, y creció hasta convertirse en un gigante canoso de más de 4 metros de ancho. Gran parte del tronco murió, parte de la copa se cayó y el árbol quedó festoneado de musgos, líquenes e incluso otros árboles que echaron raíces en sus grietas.
Ahora, el árbol, conocido como Alerce Milenario o árbol Gran Abuelo, podría reclamar un nuevo y extraordinario título: el individuo vivo más antiguo de la Tierra.
Utilizando una combinación de modelos informáticos y métodos tradicionales para calcular la edad de los árboles, Jonathan Barichivich, un científico ambiental chileno que trabaja en el Laboratorio de Ciencias Ambientales y del Clima en París, estimó que el Alerce Milenario tiene probablemente más de 5000 años. Eso lo haría al menos 1 siglo mayor que el actual poseedor del récord: Matusalén, un pino bristlecone en el este de California con 4853 años de anillos de crecimiento anual bajo su corteza retorcida. (Se cree que algunos árboles clonales que se originan a partir de sistemas de raíces comunes, como el de la colonia de álamos temblones con sede en Utah conocida como “Pando”, son más antiguos, pero los dendrocronólogos tienden a centrarse en troncos individuales con anillos contables).
Es probable que muchos dendrocronólogos se muestren escépticos ante la afirmación de Barichivich, que aún no se ha publicado, porque no implica un recuento completo de los anillos de crecimiento de los árboles. Pero al menos algunos expertos están abiertos a la posibilidad. “Confío plenamente en el análisis que ha realizado Jonathan”, dice Harald Bugmann, dendrocronólogo de ETH Zürich. “Suena como un enfoque muy inteligente”.
Los alerces son coníferas de la misma familia botánica que las secuoyas gigantes y las secoyas y, desde la distancia, pueden parecerse a esos gigantes. Y los alerces pueden crecer hasta edades extremas, como lo demostró Antonio Lara, de la Universidad Austral de Chile, Valdivia, en la década de 1990. En un estudio de 1993, Lara y un colega informaron sobre un tocón de alerce en el sur de Chile que tenía 3622 anillos de crecimiento. Eso convirtió a la especie en la segunda más antigua registrada después de los pinos bristlecone, superando a las secoyas.
Pero ese estudio no incluyó el Alerce Milenario, que se distingue de otros árboles antiguos en una selva tropical al oeste de la ciudad de La Unión. Barichivich dice que su abuelo descubrió el árbol alrededor de 1972. Su abuelo y su madre trabajaron como guardabosques en el parque donde vive el árbol, y sospecha que fue uno de los primeros niños en verlo. “Es un árbol que está muy, muy cerca de nuestros corazones”, dice.
En 2020, justo antes de que llegara la pandemia, Barichivich y Lara extrajeron parte del Alerce Milenario con un barrenador incremental, un taladro en forma de T que los científicos usan para cortar cilindros angostos de madera sin dañar el árbol. “En cierto modo, el árbol me dijo que era hora” de tomar el núcleo, dice Barichivich. El taco de madera produjo aproximadamente 2400 anillos de crecimiento estrechamente espaciados.
Debido a que su barrenador no pudo alcanzar el centro del árbol, Barichivich recurrió a modelos estadísticos para determinar la edad completa del Alerce Milenario. Usó núcleos completos de otros árboles de alerce e información sobre cómo los factores ambientales y la variación aleatoria afectan el crecimiento del árbol para calibrar un modelo que simulaba un rango de edades posibles que el árbol había alcanzado al comienzo del período cubierto por el núcleo parcial. junto con una probabilidad para cada edad. El método arrojó una estimación de edad general de 5484 años, con un 80% de probabilidad de que el árbol haya vivido durante más de 5000 años.
“Fue asombroso”, dice; esperaba que el árbol tuviera unos 4000 años.
Barichivich ha presentado sus hallazgos en reuniones y conferencias y ha escrito un breve informe informal sobre sus métodos. Algunos en el campo están intrigados. “La perspectiva es ciertamente emocionante”, dice Nathan Stephenson, científico emérito del Servicio Geológico de EE. UU. que revisó el informe. Pero él está reteniendo el juicio hasta que vea más. “Como científico, desea la publicación revisada por pares con todos los detalles sucios y sucios”.
Otros serán más difíciles de convencer. Tradicionalmente, los dendrocronólogos han visto los recuentos de anillos reales como el estándar de oro para determinar la edad de un árbol. “La ÚNICA forma de determinar verdaderamente la edad de un árbol es contando dendrocronológicamente los anillos y eso requiere que TODOS los anillos estén presentes o contabilizados”, escribió en un correo electrónico Ed Cook, director fundador del Tree Ring Laboratory de la Universidad de Columbia. E inferir las tasas de crecimiento durante la juventud de un árbol puede ser complicado, agrega Ramzi Touchan del Laboratorio de Investigación de Anillos de Árboles de la Universidad de Arizona, porque el árbol joven puede haber tenido menos competencia y crecido más rápido que en años posteriores.
Barichivich dice que su método da cuenta de tales posibilidades. Planea enviar un artículo a una revista en los próximos meses.
Mientras tanto, dice que incluso la posibilidad de que el Alerce Milenario sea el poseedor del récord debería impulsar al gobierno de Chile a protegerlo mejor. Actualmente, los visitantes del árbol, ubicado aquí en el parque, pueden bajar de una plataforma de observación y caminar a su alrededor, lo que, según Barichivich, daña las raíces y compacta el suelo circundante. El clima también se está volviendo más seco, lo que dificulta que las raíces absorban agua y estresa al árbol. “La gente lo está matando”, dice Barichivich. “Requiere nuestra protección con urgencia”.
Pablo Cunazza Mardones, jefe del Departamento de Áreas Silvestres Protegidas de la Corporación Nacional Forestal de Chile, que supervisa los parques nacionales del país, está de acuerdo en que el árbol es vulnerable. Él dice que las limitaciones presupuestarias han obstaculizado los esfuerzos de protección, pero agrega que, sin embargo, la agencia ha aumentado las protecciones para el árbol “exponencialmente” y ha aumentado la cantidad de guardabosques en el sitio de uno a cinco.
Independientemente de si el Alerce Milenario se acepta como el árbol más antiguo del mundo, el hallazgo destaca cómo algunos árboles pueden vivir mucho más que la mayoría de sus pares, por razones que los científicos no entienden completamente, dice Bugmann. “Algunas especies hacen cosas que creemos que deberían ser imposibles”, dice. “Todavía hay misterios en el bosque”.
PARQUE NACIONAL ALERCE COSTERO EN CHILE—Hace unos 5400 años, cuando los humanos inventaban la escritura, un árbol de alerce (Fitzroya cupresoides) pudo haber comenzado a crecer aquí en las montañas costeras del actual Chile. Protegido en un barranco fresco y húmedo, evitó los incendios y la tala que acabaron con muchos otros de su tipo, y creció hasta convertirse en un gigante canoso de más de 4 metros de ancho. Gran parte del tronco murió, parte de la copa se cayó y el árbol quedó festoneado de musgos, líquenes e incluso otros árboles que echaron raíces en sus grietas.
Ahora, el árbol, conocido como Alerce Milenario o árbol Gran Abuelo, podría reclamar un nuevo y extraordinario título: el individuo vivo más antiguo de la Tierra.
Utilizando una combinación de modelos informáticos y métodos tradicionales para calcular la edad de los árboles, Jonathan Barichivich, un científico ambiental chileno que trabaja en el Laboratorio de Ciencias Ambientales y del Clima en París, estimó que el Alerce Milenario tiene probablemente más de 5000 años. Eso lo haría al menos 1 siglo mayor que el actual poseedor del récord: Matusalén, un pino bristlecone en el este de California con 4853 años de anillos de crecimiento anual bajo su corteza retorcida. (Se cree que algunos árboles clonales que se originan a partir de sistemas de raíces comunes, como el de la colonia de álamos temblones con sede en Utah conocida como “Pando”, son más antiguos, pero los dendrocronólogos tienden a centrarse en troncos individuales con anillos contables).
Es probable que muchos dendrocronólogos se muestren escépticos ante la afirmación de Barichivich, que aún no se ha publicado, porque no implica un recuento completo de los anillos de crecimiento de los árboles. Pero al menos algunos expertos están abiertos a la posibilidad. “Confío plenamente en el análisis que ha realizado Jonathan”, dice Harald Bugmann, dendrocronólogo de ETH Zürich. “Suena como un enfoque muy inteligente”.
Los alerces son coníferas de la misma familia botánica que las secuoyas gigantes y las secoyas y, desde la distancia, pueden parecerse a esos gigantes. Y los alerces pueden crecer hasta edades extremas, como lo demostró Antonio Lara, de la Universidad Austral de Chile, Valdivia, en la década de 1990. En un estudio de 1993, Lara y un colega informaron sobre un tocón de alerce en el sur de Chile que tenía 3622 anillos de crecimiento. Eso convirtió a la especie en la segunda más antigua registrada después de los pinos bristlecone, superando a las secoyas.
Pero ese estudio no incluyó el Alerce Milenario, que se distingue de otros árboles antiguos en una selva tropical al oeste de la ciudad de La Unión. Barichivich dice que su abuelo descubrió el árbol alrededor de 1972. Su abuelo y su madre trabajaron como guardabosques en el parque donde vive el árbol, y sospecha que fue uno de los primeros niños en verlo. “Es un árbol que está muy, muy cerca de nuestros corazones”, dice.
En 2020, justo antes de que llegara la pandemia, Barichivich y Lara extrajeron parte del Alerce Milenario con un barrenador incremental, un taladro en forma de T que los científicos usan para cortar cilindros angostos de madera sin dañar el árbol. “En cierto modo, el árbol me dijo que era hora” de tomar el núcleo, dice Barichivich. El taco de madera produjo aproximadamente 2400 anillos de crecimiento estrechamente espaciados.
Debido a que su barrenador no pudo alcanzar el centro del árbol, Barichivich recurrió a modelos estadísticos para determinar la edad completa del Alerce Milenario. Usó núcleos completos de otros árboles de alerce e información sobre cómo los factores ambientales y la variación aleatoria afectan el crecimiento del árbol para calibrar un modelo que simulaba un rango de edades posibles que el árbol había alcanzado al comienzo del período cubierto por el núcleo parcial. junto con una probabilidad para cada edad. El método arrojó una estimación de edad general de 5484 años, con un 80% de probabilidad de que el árbol haya vivido durante más de 5000 años.
“Fue asombroso”, dice; esperaba que el árbol tuviera unos 4000 años.
Barichivich ha presentado sus hallazgos en reuniones y conferencias y ha escrito un breve informe informal sobre sus métodos. Algunos en el campo están intrigados. “La perspectiva es ciertamente emocionante”, dice Nathan Stephenson, científico emérito del Servicio Geológico de EE. UU. que revisó el informe. Pero él está reteniendo el juicio hasta que vea más. “Como científico, desea la publicación revisada por pares con todos los detalles sucios y sucios”.
Otros serán más difíciles de convencer. Tradicionalmente, los dendrocronólogos han visto los recuentos de anillos reales como el estándar de oro para determinar la edad de un árbol. “La ÚNICA forma de determinar verdaderamente la edad de un árbol es contando dendrocronológicamente los anillos y eso requiere que TODOS los anillos estén presentes o contabilizados”, escribió en un correo electrónico Ed Cook, director fundador del Tree Ring Laboratory de la Universidad de Columbia. E inferir las tasas de crecimiento durante la juventud de un árbol puede ser complicado, agrega Ramzi Touchan del Laboratorio de Investigación de Anillos de Árboles de la Universidad de Arizona, porque el árbol joven puede haber tenido menos competencia y crecido más rápido que en años posteriores.
Barichivich dice que su método da cuenta de tales posibilidades. Planea enviar un artículo a una revista en los próximos meses.
Mientras tanto, dice que incluso la posibilidad de que el Alerce Milenario sea el poseedor del récord debería impulsar al gobierno de Chile a protegerlo mejor. Actualmente, los visitantes del árbol, ubicado aquí en el parque, pueden bajar de una plataforma de observación y caminar a su alrededor, lo que, según Barichivich, daña las raíces y compacta el suelo circundante. El clima también se está volviendo más seco, lo que dificulta que las raíces absorban agua y estresa al árbol. “La gente lo está matando”, dice Barichivich. “Requiere nuestra protección con urgencia”.
Pablo Cunazza Mardones, jefe del Departamento de Áreas Silvestres Protegidas de la Corporación Nacional Forestal de Chile, que supervisa los parques nacionales del país, está de acuerdo en que el árbol es vulnerable. Él dice que las limitaciones presupuestarias han obstaculizado los esfuerzos de protección, pero agrega que, sin embargo, la agencia ha aumentado las protecciones para el árbol “exponencialmente” y ha aumentado la cantidad de guardabosques en el sitio de uno a cinco.
Independientemente de si el Alerce Milenario se acepta como el árbol más antiguo del mundo, el hallazgo destaca cómo algunos árboles pueden vivir mucho más que la mayoría de sus pares, por razones que los científicos no entienden completamente, dice Bugmann. “Algunas especies hacen cosas que creemos que deberían ser imposibles”, dice. “Todavía hay misterios en el bosque”.
WMientras Kamal Patel investigaba la gran cantidad de datos de los usuarios en examine.com, un sitio web que se autodenomina “la base de datos de investigación sobre nutrición y suplementos más grande de Internet”, antes de una renovación planificada a finales de este año, descubrió que el suplemento más buscado en el sitio web había curcumina, una sustancia química distintiva de color amarillo anaranjado que se extrae de los rizomas de la cúrcuma, una planta alta de la familia del jengibre, originaria de Asia.
Patel concluyó que esto probablemente se debió a las supuestas propiedades antiinflamatorias de la curcumina. “Un número asombroso de personas experimentan inflamación o tienen problemas de salud relacionados con la inflamación, y la curcumina y el aceite de pescado son dos de los suplementos más investigados que a veces pueden ayudar”, dice.
Este interés de los consumidores por la curcumina no ha pasado desapercibido para la industria del “bienestar”. Además de su uso en suplementos de píldoras, la curcumina se incorpora cada vez más en productos cosméticos que afirman ayudar a tratar el acné y el eccema, prevenir la piel seca e incluso retrasar el proceso de envejecimiento. Algunos informes predicen que el tamaño del mercado mundial de la curcumina podría alcanzar los 191 millones de dólares (156 millones de libras esterlinas) para 2028.
Los rizomas molidos de la planta de la cúrcuma se encuentran comúnmente en el polvo de curry, pero la cúrcuma también ha sido parte de la medicina ayurvédica, un sistema de tratamiento tradicional de la India, durante siglos, y en algún momento de la última década, la cúrcuma se abrió camino fuera de la especia. armario y ocupó su lugar a la vanguardia de la industria del bienestar occidental. “Como parte del concepto general de la medicina y el bienestar ayurvédicos, su popularidad ha aumentado junto con el yoga y la meditación”, dice Patel.
La cúrcuma se ha convertido en la nueva panacea de la industria del bienestar. Ha sido objeto de todo tipo de afirmaciones de salud salvajes y maravillosas, incluida la capacidad de aliviar las alergias, prevenir el cáncer, mejorar la salud del corazón, revertir el deterioro cognitivo, curar la depresión y aumentar la longevidad.
Al igual que con cualquier suplemento dietético, separar la exageración y la verdad no es sencillo, ya que no todas las afirmaciones sobre la cúrcuma son una completa hipérbole. La mayoría se basan en la curcumina que contiene la cúrcuma, que ha demostrado ser un potente antiinflamatorio y antioxidante.
Aquí es donde se vuelve más complicado. La proporción de curcumina en la cúrcuma es solo del 3% en peso. Los estudios científicos que han hecho asociaciones positivas para la salud usan curcumina pura o extracto de cúrcuma que ha sido diseñado para contener principalmente curcumina. Las dosis de curcumina requeridas para brindar beneficios son muy altas, generalmente alrededor de 1,000 mg por día. Entonces, a pesar de lo que los fabricantes puedan afirmar, consumir tragos de cúrcuma y café con leche o agregar un poco de especia adicional a sus comidas no se acercará a alcanzar la dosis necesaria. Incluso se ha descubierto que algunos productos de cúrcuma están contaminados con metales pesados como el plomo, que pueden tener efectos adversos en la salud.
Pero existe un interés genuino por parte de científicos de todo el mundo en el potencial de la curcumina como tratamiento natural para una amplia gama de enfermedades crónicas. La evidencia más convincente hasta el momento se relaciona con su capacidad para aliviar el dolor articular en personas con osteoartritis, un área de la medicina donde existe una gran necesidad insatisfecha debido a las limitaciones de los medicamentos antiinflamatorios no esteroideos (AINE).
“La osteoartritis es la enfermedad articular más prevalente en todo el mundo”, dice Kristopher Paultre, profesor asistente de ortopedia y medicina familiar en la Universidad de Miami. “Los AINE han sido un elemento básico en el tratamiento, pero no están exentos de inconvenientes, incluidos problemas gastrointestinales, cardíacos y renales cuando se usan de forma crónica”.
Pero esta es solo un área de investigación. Hay 70 ensayos clínicos en todo el mundo que están activos o buscando pacientes, y están analizando el potencial de la curcumina para tratar la enfermedad renal crónica, el deterioro cognitivo, el síndrome del intestino inflamatorio (SII), la degeneración macular e incluso para retrasar la progresión. de diversas formas de cáncer.
Avances en las técnicas de administración de fármacos
A mediados de la década de 1990, Jack Arbiser y Nancy DeMore eran jóvenes investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard que exploraban nuevas opciones de tratamiento para el cáncer, cuando se encontraron con una investigación que sugería que la curcumina podría inhibir el crecimiento de diferentes tipos de células cancerosas en un tubo de ensayo.
Intrigados por esto, descubrieron que la curcumina podría prevenir la formación de nuevos vasos sanguíneos, un proceso llamado angiogénesis, que todos los tumores requieren para mantenerse.
“Juntos demostramos que la curcumina inhibe la angiogénesis”, dice DeMore. “Estábamos muy entusiasmados con este hallazgo inicial. Desde entonces, se han realizado varios estudios que utilizan curcumina en ensayos clínicos en pacientes con cáncer de páncreas, cáncer de mama y mieloma múltiple que muestran que existe algún efecto biológico”.
Sin embargo, cuando los científicos pasaron de probar la curcumina en el laboratorio a probarla en humanos, hubo una trampa, una que ha perseguido a la curcumina desde entonces. El compuesto tiene una biodisponibilidad notoriamente baja (la velocidad a la que el cuerpo absorbe una sustancia), lo que hace que sea casi imposible obtener concentraciones suficientemente altas de curcumina en la sangre solo con la suplementación oral. Esto, junto con las dificultades comerciales de patentar productos naturales, significó que el interés científico en la curcumina pronto decayó y permanecería estancado durante más de una década.
Pero en los últimos años, los avances en las técnicas de administración de fármacos han renovado el interés por la curcumina. Los sistemas de nanopartículas se están explorando como formas de llevar potencialmente altas dosis de curcumina a los tumores. Algunas investigaciones han demostrado que la combinación de curcumina con piperina, un compuesto que se encuentra en la pimienta negra, puede mejorar su absorción en la sangre, aunque aún queda por demostrar si esto puede ayudar a generar beneficios en los seres humanos. Si bien ahora hay una gran variedad de suplementos listos para usar que combinan curcumina y piperina, todavía existen desafíos para los científicos que buscan usarlos médicamente. Uno de ellos es que se ha demostrado que la piperina inhibe una variedad de enzimas que ayudan a metabolizar los medicamentos, y queda por ver si esto podría causar un mayor riesgo de efectos secundarios en pacientes que también toman medicamentos recetados.
“El problema de la absorción de la curcumina ha sido abordado con entusiasmo por varias empresas de suplementos e investigadores”, dice Wyatt Brown, investigador de examine.com. “Por lo general, hacen esto empaquetándolo en lípidos altamente absorbibles de varios tipos para que una mayor cantidad ingrese al cuerpo”.
Esto se ha visto acelerado por la búsqueda de alternativas más naturales a los analgésicos, pero también por el hecho de que en el mundo del deporte, la curcumina se ha ganado la reputación de ayudar a la rehabilitación muscular. Los científicos de la Universidad de Northumbria están planeando un ensayo clínico para estudiar esto, mientras que en los EE. UU., Paultre ya es testigo del auge de la curcumina como suplemento deportivo.
“La curcumina ha visto un aumento significativo en el uso en el atletismo para la recuperación después de los entrenamientos y después de los juegos”, dice. “La idea es la misma que con la osteoartritis y el objetivo es reducir la inflamación. Tendemos a evitar el uso crónico de AINE en atletas debido a los efectos secundarios. La evidencia parece ser positiva, pero una vez más, aún queda trabajo por hacer”.
Los posibles nuevos métodos de administración han despertado el interés una vez más en las posibles propiedades anticancerígenas de la curcumina, con varios investigadores interesados en explorar sus usos en pacientes en las primeras etapas de la enfermedad, como un tratamiento adicional a los medicamentos contra el cáncer más convencionales.
DeMore, ahora profesor de cirugía en la Universidad Médica de Carolina del Sur, ha vuelto a estudiar la curcumina después de un lapso de casi 20 años, lanzando un ensayo clínico para ver si los pacientes con cáncer de mama que toman una formulación de curcumina especialmente diseñada para mejorar su absorción en la sangre experimenta una disminución en la proliferación tumoral.
Al mismo tiempo, los oncólogos del Centro Médico de la Universidad de Rochester en el estado de Nueva York están realizando un ensayo para ver si la curcumina suplementada con piperina puede detener la progresión de la enfermedad en pacientes con cáncer de próstata de bajo grado y evitar que requieran un tratamiento más agresivo.
En ambos casos, los científicos desean enfatizar que estos ensayos se encuentran en la etapa exploratoria, e incluso si producen resultados positivos, se necesitarán muchas más pruebas antes de que la curcumina pueda recomendarse oficialmente para los pacientes con cáncer. Por ejemplo, incluso si los datos del estudio de DeMore muestran que la curcumina parece reducir la tasa de crecimiento de los tumores, entonces se requeriría un ensayo de control aleatorio completo, en el que se compare la curcumina con un placebo, para demostrar que en realidad puede prolongar la supervivencia. o prevenir la recurrencia del tumor en pacientes con cáncer que han recibido quimioterapia.
“El problema es que muchos de estos productos naturales no han pasado por los ensayos clínicos tradicionales para evaluar si realmente son efectivos o no”, dice DeMore. “Si nuestro ensayo muestra beneficios, nos permitiría escribir subvenciones para financiar más estudios clínicos controlados aleatorios”.
Paultre dice que es positivo que se estén financiando más ensayos independientes para la curcumina porque gran parte de la investigación sobre el compuesto se ha adquirido a través de pequeños estudios que han sido financiados por la industria nutracéutica, lo que ha creado una percepción de la curcumina como una cura milagrosa. “Los estudios actuales todavía tienen muchos sesgos potenciales”, dice. “Los nutracéuticos no tienen mucha supervisión regulatoria y las empresas quieren obtener ganancias. Siempre existe la preocupación por el sesgo en estos estudios, que producen resultados asombrosos con un producto específico”.
Si bien existe un interés continuo en la curcumina en todo el espectro de enfermedades, falta evidencia concreta de sus beneficios para afecciones como el deterioro cognitivo, el SII o el dolor crónico más allá de la osteoartritis, mientras que Wyatt describe cualquier afirmación de que la curcumina podría reducir significativamente el riesgo de enfermedad cardiovascular como “especulativo”.
Pero hay esperanzas de que las propiedades antiinflamatorias de la curcumina puedan ofrecer beneficios para la depresión. Laura Fusar-Poli, investigadora de psiquiatría de la Universidad de Catania, Italia, describe una serie de teorías, incluida la de que la curcumina puede restaurar los niveles de serotonina en el cerebro de pacientes deprimidos y un posible efecto modulador en el eje cerebro-intestino. Pero hasta la fecha, la evidencia de algo de esto en humanos sigue siendo escasa.
Paultre espera que el interés actual en la curcumina ayude a desarrollar una forma estándar de administrarla en el cuerpo, así como acuerdos sobre la mejor dosis para usar, lo que podría facilitar a los científicos la cuantificación de sus beneficios en el futuro.
“El problema es que no hay consenso sobre los niveles apropiados de curcumina para el efecto terapéutico”, dice. “Además, con tantas formulaciones disponibles, no hay estudios que comparen la biodisponibilidad de cada una. Es un poco como el salvaje oeste en este sentido. Por lo tanto, aunque hay evidencia de que la curcumina es útil en algunas condiciones, todavía queda mucho trabajo por hacer”.
WMientras Kamal Patel investigaba la gran cantidad de datos de los usuarios en examine.com, un sitio web que se autodenomina “la base de datos de investigación sobre nutrición y suplementos más grande de Internet”, antes de una renovación planificada a finales de este año, descubrió que el suplemento más buscado en el sitio web había curcumina, una sustancia química distintiva de color amarillo anaranjado que se extrae de los rizomas de la cúrcuma, una planta alta de la familia del jengibre, originaria de Asia.
Patel concluyó que esto probablemente se debió a las supuestas propiedades antiinflamatorias de la curcumina. “Un número asombroso de personas experimentan inflamación o tienen problemas de salud relacionados con la inflamación, y la curcumina y el aceite de pescado son dos de los suplementos más investigados que a veces pueden ayudar”, dice.
Este interés de los consumidores por la curcumina no ha pasado desapercibido para la industria del “bienestar”. Además de su uso en suplementos de píldoras, la curcumina se incorpora cada vez más en productos cosméticos que afirman ayudar a tratar el acné y el eccema, prevenir la piel seca e incluso retrasar el proceso de envejecimiento. Algunos informes predicen que el tamaño del mercado mundial de la curcumina podría alcanzar los 191 millones de dólares (156 millones de libras esterlinas) para 2028.
Los rizomas molidos de la planta de la cúrcuma se encuentran comúnmente en el polvo de curry, pero la cúrcuma también ha sido parte de la medicina ayurvédica, un sistema de tratamiento tradicional de la India, durante siglos, y en algún momento de la última década, la cúrcuma se abrió camino fuera de la especia. armario y ocupó su lugar a la vanguardia de la industria del bienestar occidental. “Como parte del concepto general de la medicina y el bienestar ayurvédicos, su popularidad ha aumentado junto con el yoga y la meditación”, dice Patel.
La cúrcuma se ha convertido en la nueva panacea de la industria del bienestar. Ha sido objeto de todo tipo de afirmaciones de salud salvajes y maravillosas, incluida la capacidad de aliviar las alergias, prevenir el cáncer, mejorar la salud del corazón, revertir el deterioro cognitivo, curar la depresión y aumentar la longevidad.
Al igual que con cualquier suplemento dietético, separar la exageración y la verdad no es sencillo, ya que no todas las afirmaciones sobre la cúrcuma son una completa hipérbole. La mayoría se basan en la curcumina que contiene la cúrcuma, que ha demostrado ser un potente antiinflamatorio y antioxidante.
Aquí es donde se vuelve más complicado. La proporción de curcumina en la cúrcuma es solo del 3% en peso. Los estudios científicos que han hecho asociaciones positivas para la salud usan curcumina pura o extracto de cúrcuma que ha sido diseñado para contener principalmente curcumina. Las dosis de curcumina requeridas para brindar beneficios son muy altas, generalmente alrededor de 1,000 mg por día. Entonces, a pesar de lo que los fabricantes puedan afirmar, consumir tragos de cúrcuma y café con leche o agregar un poco de especia adicional a sus comidas no se acercará a alcanzar la dosis necesaria. Incluso se ha descubierto que algunos productos de cúrcuma están contaminados con metales pesados como el plomo, que pueden tener efectos adversos en la salud.
Pero existe un interés genuino por parte de científicos de todo el mundo en el potencial de la curcumina como tratamiento natural para una amplia gama de enfermedades crónicas. La evidencia más convincente hasta el momento se relaciona con su capacidad para aliviar el dolor articular en personas con osteoartritis, un área de la medicina donde existe una gran necesidad insatisfecha debido a las limitaciones de los medicamentos antiinflamatorios no esteroideos (AINE).
“La osteoartritis es la enfermedad articular más prevalente en todo el mundo”, dice Kristopher Paultre, profesor asistente de ortopedia y medicina familiar en la Universidad de Miami. “Los AINE han sido un elemento básico en el tratamiento, pero no están exentos de inconvenientes, incluidos problemas gastrointestinales, cardíacos y renales cuando se usan de forma crónica”.
Pero esta es solo un área de investigación. Hay 70 ensayos clínicos en todo el mundo que están activos o buscando pacientes, y están analizando el potencial de la curcumina para tratar la enfermedad renal crónica, el deterioro cognitivo, el síndrome del intestino inflamatorio (SII), la degeneración macular e incluso para retrasar la progresión. de diversas formas de cáncer.
Avances en las técnicas de administración de fármacos
A mediados de la década de 1990, Jack Arbiser y Nancy DeMore eran jóvenes investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard que exploraban nuevas opciones de tratamiento para el cáncer, cuando se encontraron con una investigación que sugería que la curcumina podría inhibir el crecimiento de diferentes tipos de células cancerosas en un tubo de ensayo.
Intrigados por esto, descubrieron que la curcumina podría prevenir la formación de nuevos vasos sanguíneos, un proceso llamado angiogénesis, que todos los tumores requieren para mantenerse.
“Juntos demostramos que la curcumina inhibe la angiogénesis”, dice DeMore. “Estábamos muy entusiasmados con este hallazgo inicial. Desde entonces, se han realizado varios estudios que utilizan curcumina en ensayos clínicos en pacientes con cáncer de páncreas, cáncer de mama y mieloma múltiple que muestran que existe algún efecto biológico”.
Sin embargo, cuando los científicos pasaron de probar la curcumina en el laboratorio a probarla en humanos, hubo una trampa, una que ha perseguido a la curcumina desde entonces. El compuesto tiene una biodisponibilidad notoriamente baja (la velocidad a la que el cuerpo absorbe una sustancia), lo que hace que sea casi imposible obtener concentraciones suficientemente altas de curcumina en la sangre solo con la suplementación oral. Esto, junto con las dificultades comerciales de patentar productos naturales, significó que el interés científico en la curcumina pronto decayó y permanecería estancado durante más de una década.
Pero en los últimos años, los avances en las técnicas de administración de fármacos han renovado el interés por la curcumina. Los sistemas de nanopartículas se están explorando como formas de llevar potencialmente altas dosis de curcumina a los tumores. Algunas investigaciones han demostrado que la combinación de curcumina con piperina, un compuesto que se encuentra en la pimienta negra, puede mejorar su absorción en la sangre, aunque aún queda por demostrar si esto puede ayudar a generar beneficios en los seres humanos. Si bien ahora hay una gran variedad de suplementos listos para usar que combinan curcumina y piperina, todavía existen desafíos para los científicos que buscan usarlos médicamente. Uno de ellos es que se ha demostrado que la piperina inhibe una variedad de enzimas que ayudan a metabolizar los medicamentos, y queda por ver si esto podría causar un mayor riesgo de efectos secundarios en pacientes que también toman medicamentos recetados.
“El problema de la absorción de la curcumina ha sido abordado con entusiasmo por varias empresas de suplementos e investigadores”, dice Wyatt Brown, investigador de examine.com. “Por lo general, hacen esto empaquetándolo en lípidos altamente absorbibles de varios tipos para que una mayor cantidad ingrese al cuerpo”.
Esto se ha visto acelerado por la búsqueda de alternativas más naturales a los analgésicos, pero también por el hecho de que en el mundo del deporte, la curcumina se ha ganado la reputación de ayudar a la rehabilitación muscular. Los científicos de la Universidad de Northumbria están planeando un ensayo clínico para estudiar esto, mientras que en los EE. UU., Paultre ya es testigo del auge de la curcumina como suplemento deportivo.
“La curcumina ha visto un aumento significativo en el uso en el atletismo para la recuperación después de los entrenamientos y después de los juegos”, dice. “La idea es la misma que con la osteoartritis y el objetivo es reducir la inflamación. Tendemos a evitar el uso crónico de AINE en atletas debido a los efectos secundarios. La evidencia parece ser positiva, pero una vez más, aún queda trabajo por hacer”.
Los posibles nuevos métodos de administración han despertado el interés una vez más en las posibles propiedades anticancerígenas de la curcumina, con varios investigadores interesados en explorar sus usos en pacientes en las primeras etapas de la enfermedad, como un tratamiento adicional a los medicamentos contra el cáncer más convencionales.
DeMore, ahora profesor de cirugía en la Universidad Médica de Carolina del Sur, ha vuelto a estudiar la curcumina después de un lapso de casi 20 años, lanzando un ensayo clínico para ver si los pacientes con cáncer de mama que toman una formulación de curcumina especialmente diseñada para mejorar su absorción en la sangre experimenta una disminución en la proliferación tumoral.
Al mismo tiempo, los oncólogos del Centro Médico de la Universidad de Rochester en el estado de Nueva York están realizando un ensayo para ver si la curcumina suplementada con piperina puede detener la progresión de la enfermedad en pacientes con cáncer de próstata de bajo grado y evitar que requieran un tratamiento más agresivo.
En ambos casos, los científicos desean enfatizar que estos ensayos se encuentran en la etapa exploratoria, e incluso si producen resultados positivos, se necesitarán muchas más pruebas antes de que la curcumina pueda recomendarse oficialmente para los pacientes con cáncer. Por ejemplo, incluso si los datos del estudio de DeMore muestran que la curcumina parece reducir la tasa de crecimiento de los tumores, entonces se requeriría un ensayo de control aleatorio completo, en el que se compare la curcumina con un placebo, para demostrar que en realidad puede prolongar la supervivencia. o prevenir la recurrencia del tumor en pacientes con cáncer que han recibido quimioterapia.
“El problema es que muchos de estos productos naturales no han pasado por los ensayos clínicos tradicionales para evaluar si realmente son efectivos o no”, dice DeMore. “Si nuestro ensayo muestra beneficios, nos permitiría escribir subvenciones para financiar más estudios clínicos controlados aleatorios”.
Paultre dice que es positivo que se estén financiando más ensayos independientes para la curcumina porque gran parte de la investigación sobre el compuesto se ha adquirido a través de pequeños estudios que han sido financiados por la industria nutracéutica, lo que ha creado una percepción de la curcumina como una cura milagrosa. “Los estudios actuales todavía tienen muchos sesgos potenciales”, dice. “Los nutracéuticos no tienen mucha supervisión regulatoria y las empresas quieren obtener ganancias. Siempre existe la preocupación por el sesgo en estos estudios, que producen resultados asombrosos con un producto específico”.
Si bien existe un interés continuo en la curcumina en todo el espectro de enfermedades, falta evidencia concreta de sus beneficios para afecciones como el deterioro cognitivo, el SII o el dolor crónico más allá de la osteoartritis, mientras que Wyatt describe cualquier afirmación de que la curcumina podría reducir significativamente el riesgo de enfermedad cardiovascular como “especulativo”.
Pero hay esperanzas de que las propiedades antiinflamatorias de la curcumina puedan ofrecer beneficios para la depresión. Laura Fusar-Poli, investigadora de psiquiatría de la Universidad de Catania, Italia, describe una serie de teorías, incluida la de que la curcumina puede restaurar los niveles de serotonina en el cerebro de pacientes deprimidos y un posible efecto modulador en el eje cerebro-intestino. Pero hasta la fecha, la evidencia de algo de esto en humanos sigue siendo escasa.
Paultre espera que el interés actual en la curcumina ayude a desarrollar una forma estándar de administrarla en el cuerpo, así como acuerdos sobre la mejor dosis para usar, lo que podría facilitar a los científicos la cuantificación de sus beneficios en el futuro.
“El problema es que no hay consenso sobre los niveles apropiados de curcumina para el efecto terapéutico”, dice. “Además, con tantas formulaciones disponibles, no hay estudios que comparen la biodisponibilidad de cada una. Es un poco como el salvaje oeste en este sentido. Por lo tanto, aunque hay evidencia de que la curcumina es útil en algunas condiciones, todavía queda mucho trabajo por hacer”.
La inteligencia artificial (IA) hace que los videojuegos sean más realistas y ayuda a que su teléfono reconozca su voz, pero los programas que consumen mucha energía consumen mucha energía. Sin embargo, la próxima generación de IA puede ser 1000 veces más eficiente energéticamente, gracias a los chips de computadora que funcionan como el cerebro humano. Un nuevo estudio muestra que estos chips neuromórficos pueden ejecutar algoritmos de IA usando solo una fracción de la energía que consumen los chips comunes.
“Este es un trabajo impresionante”, dice Steve Furber, científico informático de la Universidad de Manchester. Dichos avances, dice, podrían conducir a grandes saltos en el rendimiento de un software complejo que, por ejemplo, traduce idiomas o pilotea automóviles sin conductor.
Un programa de IA generalmente sobresale en la búsqueda de ciertos patrones deseados en un conjunto de datos, y una de las cosas más complicadas que hace es mantener las partes del patrón en orden mientras une todo el conjunto. Considere cómo una computadora podría reconocer una imagen. Primero, detecta los bordes bien definidos de esa imagen. Luego, debe recordar estos bordes, y todas las partes subsiguientes de la imagen, a medida que forma la imagen final.
Un componente común de tales redes es una unidad de software llamada memoria a corto plazo (LSTM), que mantiene la memoria de un elemento a medida que las cosas cambian con el tiempo. Un borde vertical en una imagen, por ejemplo, debe retenerse en la memoria ya que el software determina si representa una parte del número “4” o la puerta de un automóvil. Los sistemas típicos de IA deben realizar un seguimiento de cientos de elementos LSTM a la vez.
Las redes actuales de LSTM que funcionan con chips de computadora convencionales son muy precisas. Pero los chips tienen hambre de poder. Para procesar bits de información, primero deben recuperar bits individuales de datos almacenados, manipularlos y luego devolverlos al almacenamiento. Y luego repite esa secuencia una y otra y otra vez.
Intel, IBM y otros fabricantes de chips han estado experimentando con un diseño de chip alternativo, llamado chips neuromórficos. Estos procesan la información como una red de neuronas en el cerebro, en la que cada neurona recibe entradas de otras en la red y se activa si la entrada total supera un umbral. Los nuevos chips están diseñados para tener el equivalente en hardware de las neuronas conectadas entre sí en una red. Los programas de IA también se basan en redes de neuronas falsas, pero en las computadoras convencionales, estas neuronas se definen completamente en el software y, por lo tanto, residen, virtualmente, en los chips de memoria separados de la computadora.
La configuración en un chip neuromórfico maneja la memoria y la computación juntas, haciéndolo mucho más eficiente energéticamente: nuestros cerebros solo requieren 20 vatios de potencia, casi lo mismo que una bombilla de bajo consumo. Pero para hacer uso de esta arquitectura, los informáticos deben reinventar la forma en que llevan a cabo funciones como LSTM.
Esa fue la tarea que asumió Wolfgang Maass, científico informático de la Universidad Tecnológica de Graz. Él y sus colegas buscaron replicar un mecanismo de almacenamiento de memoria en nuestros cerebros que realizan las redes neuronales biológicas llamadas corrientes post-hiperpolarizantes (AHP). Después de que se dispara una neurona en el cerebro, por lo general regresa a su nivel de referencia y permanece inactiva hasta que una vez más recibe suficiente información para exceder su umbral. Pero en las redes AHP, después de disparar una vez, una neurona se inhibe temporalmente para que no vuelva a disparar, un período muerto que en realidad ayuda a la red de neuronas a retener información mientras gasta menos energía.
Maass y sus colegas integraron un patrón de activación de neuronas AHP en su software de red neuronal neuromórfica y ejecutaron su red a través de dos pruebas estándar de IA. El primer desafío fue reconocer un “3” escrito a mano en una imagen dividida en cientos de píxeles individuales. Aquí, descubrieron que cuando se ejecutaba en uno de los chips Loihi neuromórficos de Intel, su algoritmo era hasta 1000 veces más eficiente energéticamente que los algoritmos de reconocimiento de imágenes basados en LSTM que se ejecutan en chips convencionales.
Para su segunda prueba, en la que la computadora necesitaba responder preguntas sobre el significado de historias de hasta 20 oraciones, la configuración neuromórfica fue hasta 16 veces más eficiente que los algoritmos que se ejecutan en procesadores de computadora convencionales, informan los autores esta semana en Naturaleza Máquina Inteligencia.
Maass señala que esta segunda prueba se realizó en una serie de 22 chips Loihi de primera generación de Intel, que consumen cantidades relativamente grandes de energía al comunicarse entre sí. Desde entonces, la compañía ha lanzado un chip Loihi de segunda generación, cada uno con más neuronas, lo que, según él, debería reducir la necesidad de comunicación de chip a chip y, por lo tanto, hacer que el software funcione de manera más eficiente.
Por ahora, pocos chips neuromórficos están disponibles comercialmente. Por lo tanto, es probable que las aplicaciones a gran escala no surjan rápidamente. Pero los algoritmos avanzados de IA, como los que ha demostrado Maass, podrían ayudar a que estos chips se afiancen comercialmente, dice Anton Arkhipov, neurocientífico computacional del Instituto Allen. “Como mínimo, eso ayudaría a acelerar los sistemas de inteligencia artificial”.
Eso, a su vez, podría conducir a aplicaciones novedosas, como asistentes digitales de IA que no solo podrían indicar a alguien el nombre de una persona en una foto, sino también recordarles dónde se conocieron y relatar historias de su pasado juntos. Al incorporar otros patrones de disparo neuronal en el cerebro, Mass dice que las configuraciones neuromórficas futuras pueden incluso comenzar a explorar algún día cómo la multitud de patrones de disparo neuronal trabajan juntos para producir conciencia.
La inteligencia artificial (IA) hace que los videojuegos sean más realistas y ayuda a que su teléfono reconozca su voz, pero los programas que consumen mucha energía consumen mucha energía. Sin embargo, la próxima generación de IA puede ser 1000 veces más eficiente energéticamente, gracias a los chips de computadora que funcionan como el cerebro humano. Un nuevo estudio muestra que estos chips neuromórficos pueden ejecutar algoritmos de IA usando solo una fracción de la energía que consumen los chips comunes.
“Este es un trabajo impresionante”, dice Steve Furber, científico informático de la Universidad de Manchester. Dichos avances, dice, podrían conducir a grandes saltos en el rendimiento de un software complejo que, por ejemplo, traduce idiomas o pilotea automóviles sin conductor.
Un programa de IA generalmente sobresale en la búsqueda de ciertos patrones deseados en un conjunto de datos, y una de las cosas más complicadas que hace es mantener las partes del patrón en orden mientras une todo el conjunto. Considere cómo una computadora podría reconocer una imagen. Primero, detecta los bordes bien definidos de esa imagen. Luego, debe recordar estos bordes, y todas las partes subsiguientes de la imagen, a medida que forma la imagen final.
Un componente común de tales redes es una unidad de software llamada memoria a corto plazo (LSTM), que mantiene la memoria de un elemento a medida que las cosas cambian con el tiempo. Un borde vertical en una imagen, por ejemplo, debe retenerse en la memoria ya que el software determina si representa una parte del número “4” o la puerta de un automóvil. Los sistemas típicos de IA deben realizar un seguimiento de cientos de elementos LSTM a la vez.
Las redes actuales de LSTM que funcionan con chips de computadora convencionales son muy precisas. Pero los chips tienen hambre de poder. Para procesar bits de información, primero deben recuperar bits individuales de datos almacenados, manipularlos y luego devolverlos al almacenamiento. Y luego repite esa secuencia una y otra y otra vez.
Intel, IBM y otros fabricantes de chips han estado experimentando con un diseño de chip alternativo, llamado chips neuromórficos. Estos procesan la información como una red de neuronas en el cerebro, en la que cada neurona recibe entradas de otras en la red y se activa si la entrada total supera un umbral. Los nuevos chips están diseñados para tener el equivalente en hardware de las neuronas conectadas entre sí en una red. Los programas de IA también se basan en redes de neuronas falsas, pero en las computadoras convencionales, estas neuronas se definen completamente en el software y, por lo tanto, residen, virtualmente, en los chips de memoria separados de la computadora.
La configuración en un chip neuromórfico maneja la memoria y la computación juntas, haciéndolo mucho más eficiente energéticamente: nuestros cerebros solo requieren 20 vatios de potencia, casi lo mismo que una bombilla de bajo consumo. Pero para hacer uso de esta arquitectura, los informáticos deben reinventar la forma en que llevan a cabo funciones como LSTM.
Esa fue la tarea que asumió Wolfgang Maass, científico informático de la Universidad Tecnológica de Graz. Él y sus colegas buscaron replicar un mecanismo de almacenamiento de memoria en nuestros cerebros que realizan las redes neuronales biológicas llamadas corrientes post-hiperpolarizantes (AHP). Después de que se dispara una neurona en el cerebro, por lo general regresa a su nivel de referencia y permanece inactiva hasta que una vez más recibe suficiente información para exceder su umbral. Pero en las redes AHP, después de disparar una vez, una neurona se inhibe temporalmente para que no vuelva a disparar, un período muerto que en realidad ayuda a la red de neuronas a retener información mientras gasta menos energía.
Maass y sus colegas integraron un patrón de activación de neuronas AHP en su software de red neuronal neuromórfica y ejecutaron su red a través de dos pruebas estándar de IA. El primer desafío fue reconocer un “3” escrito a mano en una imagen dividida en cientos de píxeles individuales. Aquí, descubrieron que cuando se ejecutaba en uno de los chips Loihi neuromórficos de Intel, su algoritmo era hasta 1000 veces más eficiente energéticamente que los algoritmos de reconocimiento de imágenes basados en LSTM que se ejecutan en chips convencionales.
Para su segunda prueba, en la que la computadora necesitaba responder preguntas sobre el significado de historias de hasta 20 oraciones, la configuración neuromórfica fue hasta 16 veces más eficiente que los algoritmos que se ejecutan en procesadores de computadora convencionales, informan los autores esta semana en Naturaleza Máquina Inteligencia.
Maass señala que esta segunda prueba se realizó en una serie de 22 chips Loihi de primera generación de Intel, que consumen cantidades relativamente grandes de energía al comunicarse entre sí. Desde entonces, la compañía ha lanzado un chip Loihi de segunda generación, cada uno con más neuronas, lo que, según él, debería reducir la necesidad de comunicación de chip a chip y, por lo tanto, hacer que el software funcione de manera más eficiente.
Por ahora, pocos chips neuromórficos están disponibles comercialmente. Por lo tanto, es probable que las aplicaciones a gran escala no surjan rápidamente. Pero los algoritmos avanzados de IA, como los que ha demostrado Maass, podrían ayudar a que estos chips se afiancen comercialmente, dice Anton Arkhipov, neurocientífico computacional del Instituto Allen. “Como mínimo, eso ayudaría a acelerar los sistemas de inteligencia artificial”.
Eso, a su vez, podría conducir a aplicaciones novedosas, como asistentes digitales de IA que no solo podrían indicar a alguien el nombre de una persona en una foto, sino también recordarles dónde se conocieron y relatar historias de su pasado juntos. Al incorporar otros patrones de disparo neuronal en el cerebro, Mass dice que las configuraciones neuromórficas futuras pueden incluso comenzar a explorar algún día cómo la multitud de patrones de disparo neuronal trabajan juntos para producir conciencia.