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Los ingenieros de la Universidad de Cambridge desarrollaron un algoritmo de aprendizaje automático que puede detectar y corregir una amplia variedad de errores diferentes en tiempo real, y puede agregarse fácilmente a máquinas nuevas o existentes para mejorar sus capacidades. Las impresoras 3D que utilizan el algoritmo también podrían aprender a imprimir nuevos materiales por sí mismas. Los detalles de su enfoque de bajo costo se informan en la revista. NaturalezaComunicaciones.

La impresión 3D tiene el potencial de revolucionar la producción de piezas complejas y personalizadas, como componentes de aviones, implantes médicos personalizados o incluso dulces elaborados, y también podría transformar las cadenas de suministro de fabricación. Sin embargo, también es vulnerable a errores de producción, desde imprecisiones a pequeña escala y debilidades mecánicas hasta fallas totales de construcción.

Actualmente, la forma de prevenir o corregir estos errores es que un trabajador calificado observe el proceso. El trabajador debe reconocer un error (un desafío incluso para el ojo entrenado), detener la impresión, retirar la pieza y ajustar la configuración para una pieza nueva. Si se utiliza un material o una impresora nuevos, el proceso lleva más tiempo a medida que el trabajador aprende la nueva configuración. Incluso entonces, los errores pueden pasarse por alto, ya que los trabajadores no pueden observar continuamente varias impresoras al mismo tiempo, especialmente para impresiones largas.

“La impresión 3D es un desafío porque hay muchas cosas que pueden salir mal y, por lo tanto, las impresiones 3D fallan con bastante frecuencia”, dijo el Dr. Sebastian Pattinson del Departamento de Ingeniería de Cambridge, autor principal del artículo. “Cuando eso sucede, todo el material, el tiempo y la energía que usaste se pierde”.

Los ingenieros han estado desarrollando un control de impresión 3D automatizado, pero los sistemas existentes solo pueden detectar una gama limitada de errores en una pieza, un material y un sistema de impresión.

«Lo que realmente se necesita es un sistema de ‘automóvil sin conductor’ para la impresión 3D», dijo el primer autor Douglas Brion, también del Departamento de Ingeniería. “Un automóvil sin conductor sería inútil si solo funcionara en una carretera o en una ciudad: debe aprender a generalizar en diferentes entornos, ciudades e incluso países. De manera similar, una impresora ‘sin controlador’ debe funcionar para múltiples partes, materiales y condiciones de impresión”.

Brion y Pattinson dicen que el algoritmo que han desarrollado podría ser el ‘automóvil sin conductor’ que los ingenieros han estado buscando.

“Lo que esto significa es que podrías tener un algoritmo que pueda ver todas las diferentes impresoras que estás operando, monitoreando constantemente y haciendo cambios según sea necesario, básicamente haciendo lo que un humano no puede hacer”, dijo Pattinson.

Los investigadores entrenaron un modelo de visión por computadora de aprendizaje profundo mostrándole alrededor de 950,000 imágenes capturadas automáticamente durante la producción de 192 objetos impresos. Cada una de las imágenes se etiquetó con la configuración de la impresora, como la velocidad y la temperatura de la boquilla de impresión y el caudal del material de impresión. El modelo también recibió información sobre qué tan lejos estaban esas configuraciones de los buenos valores, lo que le permitió al algoritmo aprender cómo surgen los errores.

“Una vez entrenado, el algoritmo puede determinar con solo mirar una imagen qué configuración es correcta y cuál es incorrecta, por ejemplo, si una configuración en particular es demasiado alta o demasiado baja, y luego aplicar la corrección adecuada”, dijo Pattinson. “Y lo bueno es que las impresoras que utilizan este enfoque podrían recopilar datos continuamente, por lo que el algoritmo también podría mejorar continuamente”.

Usando este enfoque, Brion y Pattinson pudieron hacer un algoritmo que es generalizable; en otras palabras, se puede aplicar para identificar y corregir errores en objetos o materiales desconocidos, o incluso en nuevos sistemas de impresión.

“Cuando está imprimiendo con una boquilla, sin importar el material que esté usando (polímeros, concreto, ketchup o lo que sea), puede obtener errores similares”, dijo Brion. “Por ejemplo, si la boquilla se mueve demasiado rápido, a menudo termina con gotas de material, o si está expulsando demasiado material, las líneas impresas se superpondrán formando pliegues.

“Los errores que surgen de configuraciones similares tendrán características similares, sin importar qué parte se imprima o qué material se utilice. Debido a que nuestro algoritmo aprendió características generales compartidas en diferentes materiales, podría decir ‘Oh, las líneas impresas están formando pliegues, por lo tanto, es probable que estemos sacando demasiado material'».

Como resultado, el algoritmo que se entrenó usando solo un tipo de material y sistema de impresión pudo detectar y corregir errores en diferentes materiales, desde polímeros de ingeniería hasta incluso salsa de tomate y mayonesa, en un tipo diferente de sistema de impresión.

En el futuro, el algoritmo entrenado podría ser más eficiente y confiable que un operador humano para detectar errores. Esto podría ser importante para el control de calidad en aplicaciones donde la falla de los componentes podría tener consecuencias graves.

Con el apoyo de Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad, Brion ha formado Matta, una empresa derivada que desarrollará la tecnología para aplicaciones comerciales.

“Estamos dirigiendo nuestra atención a cómo podría funcionar esto en industrias de alto valor como los sectores aeroespacial, energético y automotriz, donde las tecnologías de impresión 3D se utilizan para fabricar piezas costosas y de alto rendimiento”, dijo Brion. “Puede tomar días o semanas completar un solo componente a un costo de miles de libras. Es posible que no se detecte un error que se produzca al principio hasta que se complete e inspeccione la pieza. Nuestro enfoque detectaría el error en tiempo real, mejorando significativamente la productividad de fabricación”.

La investigación fue apoyada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas, la Royal Society, la Academia de Ciencias Médicas y el Isaac Newton Trust.

El conjunto de datos completo utilizado para entrenar la IA está disponible gratuitamente en línea.

Referencia:
Douglas AJ Brion y Sebastián W. Pattinson. ‘Detección y corrección de errores de impresión 3D generalizables a través de redes neuronales multicabezal’. Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31985-y

Casi el 70 por ciento de los altos ejecutivos de Estados Unidos están afiliados al Partido Republicano y el 31 por ciento a los demócratas, según el artículo reciente «La polarización política de la América corporativa», escrito por Elisabeth Kempf, profesora asociada de administración de empresas en la Escuela de Negocios de Harvard, Vyacheslav Fos de Boston College y Margarita Tsoutsoura de la Universidad de Cornell. The Gazette habló recientemente con Kempf sobre por qué tantos ejecutivos favorecen al Partido Republicano y los peligros potenciales del creciente partidismo en la cima de las empresas estadounidenses. La entrevista ha sido editada por su extensión y claridad.

GACETA: ¿Puede hablarnos un poco sobre cómo midió el cambio partidista entre los altos ejecutivos de las empresas estadounidenses?

KEMPF: Comenzamos recopilando datos sobre los cinco ejecutivos con mayores ganancias en las empresas estadounidenses S&P 1500. Se trata de grandes empresas estadounidenses que cotizan en bolsa y que deben revelar los nombres de sus cinco ejecutivos con mayores ingresos a la Comisión de Bolsa y Valores. Luego, necesitábamos averiguar quién es demócrata, quién es republicano y quién es independiente, y para obtener eso, comparamos a estos ejecutivos con los registros de registro de votos de nueve estados diferentes de EE. UU. De esa forma, pudimos ver la composición política del equipo ejecutivo.

Definimos el partidismo en el documento como el grado en que los puntos de vista políticos dentro de un equipo están dominados por un solo partido político. Lo medimos por la probabilidad de que dos ejecutivos del mismo equipo estén en el mismo partido. Vimos que la medida del partidismo ha aumentado bastante con el tiempo. Estamos mirando de 2008 a 2020, y durante ese período vimos que ha aumentado en 7,7 puntos porcentuales, lo que es un cambio bastante considerable.

GACETA: ¿Cómo se compara este aumento en el partidismo entre los ejecutivos estadounidenses con el resto de la población estadounidense?

KEMPF: En una parte del documento, simulamos lo que habría sucedido si los ejecutivos hubieran seguido las tendencias de la población local o de los votantes locales registrados. Vimos que la tendencia hacia una mayor homogeneidad es el doble entre los ejecutivos que entre la población general. Esto era algo que no necesariamente esperábamos porque estamos hablando de personas muy capacitadas en los niveles más altos de la organización, y mucho podría influir en la decisión de contratar o retener a un ejecutivo en ese nivel que no tiene nada que hacer. con su afiliación política. Fue sorprendente ver estas tendencias aparecer con tanta fuerza entre los ejecutivos de alto nivel, especialmente porque ha habido un fuerte impulso tanto en el sistema como en la suite ejecutiva hacia una mayor diversidad en los últimos años. Vemos que se han vuelto más diversos, por ejemplo, cuando se trata de la proporción de mujeres, pero aún no vemos más diversidad en las opiniones políticas.

GACETA: Su periódico encontró que el 69 por ciento de los ejecutivos estadounidenses son republicanos y el 31 por ciento son demócratas. ¿Cómo y cuándo se produjo el cambio?

KEMPF: Los datos de registro de votos nos limitan hasta dónde podemos retroceder en el tiempo. Sólo podemos mirar a 2008 y después. Alma Cohen, profesora de la Facultad de Derecho de Harvard, y sus coautores analizaron a los directores ejecutivos y sus contribuciones políticas y descubrieron que han estado donando principalmente al Partido Republicano durante bastante tiempo (al menos desde el año 2000). El hecho de que los directores ejecutivos tengan una fuerte inclinación republicana o que contribuyan en gran medida al Partido Republicano no es tan sorprendente. Lo interesante es que no ha habido un cambio fuerte hacia más ejecutivos demócratas, aunque eso es lo que muchos observadores podrían haber esperado. Es posible que haya escuchado sobre el «capitalismo despierto» y muchas empresas se pronuncian a favor de los temas progresistas y, sin embargo, no vemos un cambio fuerte hacia más ejecutivos que se inclinen hacia el Partido Demócrata. De hecho, ha habido un aumento en la proporción de ejecutivos republicanos durante nuestro período de muestra, del 63 % en 2008 al 71 % en 2018. Parece ser que no ha habido necesariamente un cambio ideológico en la suite ejecutiva, y sus declaraciones públicas pueden tener más que ver con cómo podría ser percibido por sus clientes, empleados o inversionistas que con su propia ideología política.

GACETA: Con el aumento de ejecutivos republicanos a lo largo de los años, ¿puede decir si esta era es más derechista que los años de “Mad Men”?

KEMPF: Me encantaría tener datos al respecto. Incluso si revisamos los datos sobre las contribuciones políticas, lo más lejos que se puede retroceder en el tiempo es a fines de la década de 1970. Es realmente muy difícil hacer esas comparaciones con las décadas de 1950 y 1960, pero creo que sería interesante averiguar en qué medida esto era similar o diferente en esos días.

GACETA: ¿Cómo se manifiesta la polarización política en los rangos superiores de las empresas estadounidenses?

KEMPF: En nuestro artículo usamos el término “polarización política” y “partidismo creciente de los equipos ejecutivos” indistintamente. Lo que queremos decir con esto es que hay más equipos donde domina un solo partido político; esencialmente, existe un mayor grado de segregación política entre los altos ejecutivos. Vemos esto también en otras partes de la sociedad estadounidense; por ejemplo, los politólogos han analizado la alineación política dentro de las familias y han descubierto que hay más divisiones políticas dentro de las familias. Hay otras formas de polarización política, pero la segregación política es una de las muchas facetas que muestra la polarización política.

Lo que encontramos es que hay una separación de las empresas en empresas demócratas y republicanas más de lo que solía ser. Nuestra medida del grado en que un solo partido domina directamente habla de esa tendencia. Tenemos otra medida en la que analizamos la probabilidad de que un ejecutivo que no esté alineado políticamente con el resto del equipo deje la empresa. Esa medida también ha aumentado en los últimos años. Después de 2015, verá que los ejecutivos políticamente desalineados tienden a dejar su equipo en porcentajes más altos. Todo habla del mismo fenómeno, que es que vemos más silos políticos en las empresas estadounidenses.

GACETA: ¿La división corporativa refleja la geografía política de los estados rojos y azules?

KEMPF: Después de documentar la tendencia hacia un mayor partidismo de los equipos ejecutivos en nuestro artículo, queríamos averiguar de dónde proviene el hecho de que un solo partido domine un equipo ejecutivo determinado. Para entender esta tendencia, es muy importante entender la segregación política a lo largo de la geografía. Lo que parece estar sucediendo es que los equipos ejecutivos de California y Nueva York se están volviendo más demócratas y, al mismo tiempo, los equipos ejecutivos de Texas y Ohio se están volviendo más republicanos. Es esta clasificación geográfica la que ha aumentado mucho, lo que explica gran parte del fenómeno.

GACETA: ¿El creciente partidismo entre los altos ejecutivos de EE. UU. representa algún peligro o riesgo para los accionistas y las partes interesadas?

KEMPF: En nuestro documento actual, analizamos las implicaciones para los accionistas, pero espero que haya más investigación sobre las implicaciones para las partes interesadas, los empleados, los proveedores de capital, las comunidades locales, etc. Pensamos que era importante observar las consecuencias para los accionistas porque no es obvio si los accionistas preferirían un equipo políticamente más homogéneo o menos homogéneo políticamente.

Por un lado, se podría argumentar que si tenemos equipos más homogéneos, quizás los ejecutivos dentro de los equipos se lleven mejor y tengan menos desacuerdos, y sean capaces de hacer las cosas. Por otro lado, cuando solo tiene un tipo de ideología política, es posible que se esté perdiendo un tipo importante de perspectiva que podría mejorar su toma de decisiones, y se podría argumentar que la tendencia hacia una mayor homogeneidad política es algo malo.

Dentro de esta ambigüedad teórica, observamos las reacciones del precio de las acciones ante la salida de ejecutivos de la empresa y lo que encontramos fue que cuando un ejecutivo desalineado se va, es decir, ejecutivos que aportan diversidad al equipo, eso es particularmente destructivo para el valor de la empresa. Vimos que las empresas pierden, en promedio, $ 238 millones más en torno a esas salidas de ejecutivos en comparación con las salidas de ejecutivos que están alineados con el equipo y contribuyen a una mayor homogeneidad. Eso sugiere que los inversionistas no parecen ver las salidas de ejecutivos desalineados como algo bueno, sino como algo muy destructivo para el valor de la empresa. Parece que esta tendencia al menos no beneficia los intereses financieros de los accionistas.

GACETA: ¿Qué otras preguntas deberían investigar los investigadores para comprender las consecuencias de la segregación política en las corporaciones estadounidenses?

KEMPF: Nuestra esperanza es que se realicen más investigaciones sobre el tema de la diversidad política. Creo que una pregunta importante es: ¿Hasta qué punto vemos tendencias similares en otras partes del lugar de trabajo? Nos enfocamos en los tomadores de decisiones de más alto nivel y los cinco ejecutivos con mayores ganancias porque toman decisiones importantes y tenemos datos sobre ellos. Pero creo que sería interesante ver en qué medida esto sucede en otras esferas del lugar de trabajo.

La otra gran pregunta es: ¿Qué ha cambiado exactamente en los últimos años que ha acelerado esta tendencia? ¿Será que ha habido alguna presión para que las empresas se posicionen en temas políticos? ¿Significa eso que se están discutiendo cuestiones políticas en el lugar de trabajo? Sabemos que estas fricciones surgen con más frecuencia que antes, pero también somos conscientes de que incluso las cuestiones que no están directamente relacionadas con la política, como sus puntos de vista sobre la economía, la inflación y la pandemia, están determinadas por nuestros puntos de vista políticos. . Hay mucha evidencia de encuestas al respecto, lo que explica por qué incluso los temas que no son necesariamente políticos, pero que siguen siendo importantes para las decisiones comerciales, se han vuelto más polémicos a través de las líneas partidistas. Creo que esta será una pregunta fascinante para explorar.

Una vez que llegan al campus, ¿A quién le importa? los estudiantes se sumergen en todas las actividades de verano que Harvard tiene para ofrecer. Desde clases hasta excursiones y eventos sociales, se les anima a aprovechar al máximo su experiencia.

Trevarthen ingresó al sistema de atención hace unos cinco años y vive en Edimburgo en una unidad residencial con personal completo con otros seis jóvenes. Han estado tomando “Superheroes in Power” impartido por la profesora de inglés Stephanie Burt.

“Sería un idiota si no eligiera eso”, dijo Trevarthen. «Soy un gran admirador de ‘X-Men’ y hay un gran énfasis en la creación de personajes».

Otras experiencias memorables incluyeron un juego de persecución en el dormitorio de Wigglesworth para esconderse de los supervisores, ver por primera vez un arrendajo azul, un pájaro carpintero y pavos e interactuar con los turistas de Harvard Square.

Aunque nunca antes en Harvard o en los EE. UU., Trevarthen tiene una conexión familiar: su abuelo, Colwyn Trevarthen, investigó psicología infantil en Harvard en 1967.

Los cuatro han enfrentado desafíos, pero no necesariamente los que cabría esperar.

Trevarthen informó un poco de choque cultural entre la jerga estadounidense y la escocesa, como la diferencia entre papas fritas y papas fritas. Stephanie dijo que trató de encajar demasiado en la socialización al principio, y Lauren luchó con la intensidad del calor del verano. Todos los estudiantes dijeron que extrañan la comida de casa, especialmente, señaló Lauren, el agua del grifo escocés, que muchos allí consideran la más sabrosa del mundo.

Para cualquier problema que surja, los estudiantes reciben apoyo de ambos lados del charco. El director de la escuela secundaria, Bill Hollinger, ha estado trabajando con la organización desde el principio y dice que los estudiantes de Who Cares? tiende a tener una “experiencia rica” con el programa.

«En términos de [Division of Continuing Ed] administración, ha sido una muy cálida bienvenida para estos estudiantes”, dijo. “Creo que todos en la administración han disfrutado de los estudiantes y se han unido a cualquier dificultad que surja. Todos están realmente dispuestos a ayudar a estos niños”.

Para lograr hazañas de excelencia atlética o académica e incluso acciones cotidianas como caminar y hablar, el cerebro debe adquirir y procesar sin problemas una tonelada de información. Eso requiere toda una orquesta de células para «escuchar» y moverse, interactuar y coordinarse entre sí. Una de las preguntas fundamentales más duraderas de la neurociencia implica precisamente cómo sucede esto.

Los científicos saben que esta sinfonía celular incluye no solo neuronas, sino también células que normalmente desempeñan un papel en la defensa del cuerpo contra los patógenos. Un grupo son las diminutas células inmunitarias llamadas microglía, que los investigadores están aprendiendo cada vez más que desempeñan papeles de gran tamaño en la función cerebral, la salud y la enfermedad. Las células también están ganando cada vez más atención por su papel en el ensamblaje y mantenimiento de los circuitos neuronales y su capacidad para cambiar su identidad molecular para que coincida con su entorno. Una clave para resolver uno de los grandes misterios de la neurociencia pasa por averiguar cómo se produce este cambio.

En un nuevo informe en Nature, los investigadores del laboratorio de Paola Arlotta, profesora de biología regenerativa y de células madre de la familia Golub y del Centro Stanley para la Investigación Psiquiátrica en el Instituto Broad, dan un paso más para responder esta pregunta. El artículo, publicado el miércoles, muestra que las células de la microglía «escuchan» a las neuronas vecinas y cambian su estado molecular para adaptarse a ellas.

“Cuando se descubrieron por primera vez, se asumió que la microglía era simplemente carroñera, que limpiaba los desechos celulares y ayudaba a combatir los patógenos”, dijo Jeffrey Stogsdill, quien dirigió el estudio como investigador postdoctoral en el laboratorio de Arlotta. «Ahora sabemos que la microglía puede interactuar con las neuronas de formas muy sofisticadas que pueden afectar la función de las neuronas».

Este descubrimiento podría algún día abrir la puerta a líneas de investigación que puedan enfocarse en las comunicaciones entre la microglía y sus neuronas asociadas con precisión milimétrica, ofreciendo información sobre trastornos como el autismo y la esquizofrenia, que surgen cuando estas comunicaciones entre las células fallan.

“Ya no tendría que tratar, por ejemplo, la microglía como un tipo de célula general cuando intenta afectar el cerebro”, continúa Stogsdill. “Podemos apuntar a estados muy específicos, o podemos apuntar a subtipos muy específicos de neuronas con la capacidad de cambiar estados específicos de microglia. Nos permite tener granularidad de alto nivel”.

El estudio proporciona una visión única de cómo los diferentes tipos de células trabajan juntos en armonía.

«Lo que estamos descubriendo aquí son las reglas por las cuales los diferentes tipos de células en el cerebro se comunican entre sí y se influyen entre sí para, en última instancia, poder hacer más juntos», dijo el autor principal Arlotta, miembro del instituto Broad.

En el artículo, los científicos describen cómo las neuronas entrenan a la microglía para que trabaje con ellas cuando se encuentran por primera vez, en las primeras etapas de la vida del cerebro. El grupo descubrió que durante la formación de la corteza cerebral, una parte del cerebro responsable de la función motora especializada, la percepción sensorial y la cognición, diferentes tipos de neuronas influyen en el número y el estado molecular de la microglía cercana de manera única.

“Estos diferentes tipos de neuronas corticales reclutan diferentes números de microglia”, dijo Stogsdill. “Luego modelan esas microglías para decirles exactamente de qué tipo deben ser”.

La corteza cerebral está organizada en capas, con diferentes tipos de neuronas que residen en cada una. Los investigadores utilizaron métodos de perfiles genéticos para examinar la microglía en las diferentes capas y descubrieron que variaban en número y estado molecular según la capa en la que se encontraban. Luego, el equipo cambió la composición de los tipos de neuronas en estas capas y descubrió que podían influir en la distribución de los diferentes estados microgliales. La microglía coincidía con los tipos de neuronas en las nuevas ubicaciones, lo que confirma que las neuronas las estaban influenciando.

Luego, el equipo de investigación construyó un atlas molecular que describía la comunicación entre las neuronas y la microglía. El equipo analizó sus datos de perfiles para encontrar pares de proteínas que interactúan expresadas por los diferentes estados microgliales y sus neuronas asociadas. Dicho atlas molecular podría permitir futuras investigaciones sobre los roles funcionales de estas interacciones y posibles objetivos para la intervención terapéutica. Los investigadores planean comenzar explicando exactamente qué diferencias y distinciones funcionales existen entre la microglía en las diferentes capas.

“Sabemos que la microglía puede afectar la función del circuito neuronal, y ahora sabemos que las neuronas pueden reclutar tipos específicos de microglía en su vecindario”, dijo Arlotta. «Es una idea fascinante que las neuronas puedan remodelar su entorno para ayudar a afinar su propia función de circuito».

Este trabajo fue apoyado por subvenciones del Instituto Broad del MIT y Harvard, el Instituto Nacional de Salud de EE. UU., el Observatorio Celular Klarman y el Instituto Médico Howard Hughes.

Las células madre son un tipo especial de célula que se puede programar para convertirse en casi cualquier tipo de célula dentro del cuerpo. Actualmente se utilizan para estudios sobre el desarrollo de órganos e incluso las primeras etapas del embrión.

Cada vez más, los investigadores recurren a las células madre como formas de desarrollar nuevos tratamientos, conocidos como terapias basadas en células. Otras aplicaciones potenciales incluyen la programación de células madre para que se conviertan en células nerviosas para reemplazar las perdidas por la neurodegeneración en enfermedades como el Parkinson.

Originalmente, las células madre se derivaban de embriones, pero ahora es posible derivar células madre de células de piel adultas. Estas llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPSC) ahora se han generado a partir de una variedad de tejidos, incluida la sangre, que está aumentando en popularidad debido a su facilidad de derivación.

Sin embargo, investigadores de la Universidad de Cambridge y el Instituto Wellcome Sanger han descubierto un problema con las líneas de células madre derivadas tanto de las células de la piel como de la sangre. Cuando examinaron los genomas de las líneas de células madre en detalle, encontraron que casi las tres cuartas partes tenían un daño sustancial en su ADN que podría comprometer su uso tanto en la investigación como, lo que es más importante, en las terapias basadas en células. Sus hallazgos representan el estudio genético más grande hasta la fecha de iPSC y se publican hoy en Genética de la Naturaleza.

El ADN está formado por tres mil millones de pares de nucleótidos, moléculas representadas por las letras A, C, G y T. Con el tiempo, el daño a nuestro ADN, por ejemplo debido a la radiación ultravioleta, puede provocar mutaciones: una letra C podría cambiar a una la letra T, por ejemplo. Las ‘huellas dactilares’ dejadas en nuestro ADN pueden revelar cuál es el responsable de este daño. A medida que estas mutaciones se acumulan, pueden tener un efecto profundo en la función de las células y, en algunos casos, provocar tumores.

El Dr. Foad Rouhani, quien llevó a cabo el trabajo mientras estaba en la Universidad de Cambridge y el Instituto Wellcome Sanger, dijo: «Nos dimos cuenta de que algunas de las células iPS que estábamos generando se veían muy diferentes entre sí, incluso cuando se derivaron de la mismo paciente y derivados en el mismo experimento. Lo más sorprendente fue que los pares de células iPS tendrían un panorama genético muy diferente: una línea tendría un daño mínimo y la otra tendría un nivel de mutaciones más común en los tumores. Una posible razón de esto podría ser que es probable que una célula en la superficie de la piel tenga una mayor exposición a la luz solar que una célula debajo de la superficie y, por lo tanto, eventualmente puede conducir a células iPS con mayores niveles de daño genómico”.

Los investigadores utilizaron una técnica común conocida como secuenciación del genoma completo para inspeccionar el ADN completo de las líneas de células madre en diferentes cohortes, incluida la cohorte HipSci en el Instituto Wellcome Sanger, y descubrieron que hasta el 72 % de las líneas mostraban signos de daño UV importante. .

La profesora Serena Nik-Zainal del Departamento de Genética Médica de la Universidad de Cambridge dijo: “Casi las tres cuartas partes de las líneas celulares sufrieron daños por UV. Algunas muestras tenían una enorme cantidad de mutaciones, a veces más de las que encontramos en los tumores. Todos nos sorprendimos enormemente al enterarnos de esto, dado que la mayoría de estas líneas se derivaron de biopsias de piel de personas sanas”.

Decidieron centrar su atención en las líneas celulares no derivadas de la piel y se centraron en las iPSC derivadas de la sangre, ya que se están volviendo cada vez más populares debido a la facilidad para obtener muestras de sangre. Descubrieron que, si bien estas iPSC derivadas de la sangre también portaban mutaciones, tenían niveles más bajos de mutaciones que las células iPS derivadas de la piel y no presentaban daño por UV. Sin embargo, alrededor de una cuarta parte portaba mutaciones en un gen llamado BCOR, un gen importante en los cánceres de la sangre.

Para investigar si estas mutaciones BCOR tenían algún impacto funcional, diferenciaron las iPSC y las convirtieron en neuronas, siguiendo su progreso en el camino.

El Dr. Rouhani dijo: “Lo que vimos fue que había problemas al generar neuronas a partir de iPSC que tenían mutaciones BCOR; en cambio, tenían una tendencia a favorecer otros tipos de células. Este es un hallazgo significativo, particularmente si uno tiene la intención de utilizar esas líneas para la investigación neurológica”.

Cuando examinaron las muestras de sangre, descubrieron que las mutaciones BCOR no estaban presentes en el paciente: en cambio, el proceso de cultivo de células parece aumentar la frecuencia de estas mutaciones, lo que puede tener implicaciones para otros investigadores que trabajan con células en cultivo.

Los científicos suelen examinar sus líneas celulares en busca de problemas a nivel cromosómico, por ejemplo, verificando que estén presentes los 23 pares de cromosomas necesarios. Sin embargo, esto no sería lo suficientemente detallado para detectar los problemas potencialmente importantes que ha identificado este nuevo estudio. Es importante destacar que, sin observar en detalle los genomas de estas células madre, los investigadores y los médicos no serían conscientes del daño subyacente que está presente en las líneas celulares con las que están trabajando.

“El daño en el ADN que vimos estaba a nivel de nucleótidos”, dice el profesor Nik-Zainal. “Si piensas en el genoma humano como un libro, la mayoría de los investigadores verificarían la cantidad de capítulos y estarían satisfechos de que no falte ninguno. Pero lo que vimos fue que incluso con el número correcto de capítulos, muchas de las palabras estaban confusas”.

Afortunadamente, dice el profesor Nik-Zainal, hay una forma de solucionar el problema: usar la secuenciación del genoma completo para buscar en detalle los errores desde el principio.

“El costo de la secuenciación del genoma completo se ha reducido drásticamente en los últimos años a alrededor de £ 500 por muestra, aunque lo más difícil es el análisis y la interpretación. Si una pregunta de investigación involucra líneas celulares y modelos celulares, y particularmente si vamos a volver a introducir estas líneas en pacientes, es posible que debamos considerar la secuenciación de los genomas de estas líneas para comprender a qué nos enfrentamos y tener una idea de si son adecuados para su uso.”

El Dr. Rouhani agrega: “En los últimos años, hemos descubierto cada vez más cómo incluso nuestras células sanas tienen muchas mutaciones y, por lo tanto, no es un objetivo realista producir líneas de células madre con cero mutaciones. El objetivo debe ser saber tanto como sea posible sobre la naturaleza y el alcance del daño en el ADN para tomar decisiones informadas sobre el uso final de estas líneas de células madre.

«Si una línea se va a utilizar para terapias basadas en células en pacientes, por ejemplo, entonces debemos comprender más sobre las implicaciones de estas mutaciones para que tanto los médicos como los pacientes estén mejor informados sobre los riesgos involucrados en el tratamiento».

La investigación fue financiada por Cancer Research UK, Medical Research Council y Wellcome, y apoyada por NIHR Cambridge Biomedical Research Center y UK Regenerative Medicine Platform.

Referencia
Rouhani, FJ, Zou, X, Danecek, P, et al. Variación genómica somática sustancial y selección de mutaciones BCOR en células madre pluripotentes inducidas por humanos; gen nacional; 11 de agosto de 2022; DOI: 10.1038/s41588-022-01147-3

La actividad física es beneficiosa para nuestra salud física y mental, pero los niveles de actividad tienden a disminuir durante la niñez y la adolescencia. Las pautas actuales de actividad física del Reino Unido recomiendan que los niños y jóvenes de 5 a 18 años realicen un promedio de 60 minutos de actividad física de moderada a vigorosa (como jugar en el parque o educación física) por día durante la semana. Para todos los niños, también se recomienda que mantengan al mínimo los períodos prolongados de comportamiento sedentario (como sentarse a ver la televisión).

Para investigar cuánta actividad hacen los niños en sus primeros años de escuela primaria, investigadores de la Unidad de Epidemiología del Consejo de Investigación Médica (MRC) de la Universidad de Cambridge y el Centro de Epidemiología MRC Lifecourse de la Universidad de Southampton proporcionaron Actiheart a 712 niños de seis años. acelerómetros, que midieron su ritmo cardíaco y movimiento. Los niños, que habían sido reclutados como parte de la Encuesta de Mujeres de Southampton en curso, los usaron continuamente durante un promedio de seis días.

Los resultados del estudio se publican hoy en el Revista de actividad física y salud.

A la edad de seis años, los niños eran sedentarios durante un promedio diario de más de cinco horas (316 minutos) y realizaban más de 7,5 horas (457 minutos) de actividad física de bajo nivel y poco más de una hora (65 minutos) de actividad física moderada a moderada. actividad física vigorosa.

Un poco más de la mitad de los niños (53 %) cumplieron con las pautas recomendadas actualmente en el Reino Unido, siendo los niños más propensos a alcanzar el objetivo que las niñas (63 % de los niños frente al 42 % de las niñas).

La Dra. Esther van Sluijs, de la Unidad de Epidemiología de MRC en Cambridge, dijo: «Usando acelerómetros, pudimos tener una idea mucho mejor de qué tan activos eran los niños y descubrimos que poco más de la mitad de los niños de seis años estaban recibiendo el cantidad recomendada de actividad física. Pero esto significa que casi la mitad de los niños británicos en este grupo de edad no son regularmente activos, lo que sabemos que es importante para su bienestar y rendimiento escolar”.

Cuando los investigadores analizaron los niveles de actividad por hora del día, encontraron que las niñas realizaban actividad física menos moderada a vigorosa durante la jornada escolar a los seis años. Las posibles explicaciones son que las niñas usan faldas, lo que puede hacer que la actividad física sea más desafiante, o que eligen opciones menos activas durante los descansos.

Los investigadores pudieron observar datos longitudinales de algunos niños, es decir, datos registrados durante un período de tiempo en lugar de solo una instantánea, y descubrieron que, en comparación con los cuatro años, a los seis años los niños se volvieron más sedentarios (en promedio, alrededor de 30 minutos por día más en comparación con cuando tenían cuatro años), pero también participaron en siete minutos adicionales por día de actividad física de moderada a vigorosa.

La Dra. Kathryn Hesketh de la Unidad de Epidemiología de MRC en Cambridge agregó: «Esto es algo así como una espada de doble filo: los niños parecen hacer más actividad física de moderada a vigorosa cuando comienzan la educación formal, lo cual es realmente positivo, pero también gastan más tiempo sedentario. Esto puede deberse en parte a la estructura del día escolar, por lo que es posible que deseemos buscar formas de reducir el tiempo sedentario cuando los niños son más pequeños, para evitar que ese comportamiento se vuelva habitual”.

El profesor Keith Godfrey de la Universidad de Southampton comentó: “Estos análisis indican que las nuevas iniciativas para promover la actividad física deben considerar los niveles más bajos de actividad en las niñas y los fines de semana. El momento en que los niños hacen la transición a la educación formal es una oportunidad importante para garantizar que una proporción mucho mayor alcance los niveles de actividad recomendados”.

Si bien se basa en datos detallados recopilados hasta 2012, la evidencia de las encuestas nacionales basadas en cuestionarios es que los patrones de los niveles de actividad de los niños cambiaron poco en los años previos a la pandemia de COVID-19, con tasas aún más bajas ampliamente reconocidas de cumplimiento de las pautas del Director Médico. durante la pandemia.

El trabajo fue apoyado en gran medida por Wellcome y el Consejo de Investigación Médica.

Referencia
Hesket, KR et al. Comportamientos de actividad en niños británicos de 6 años: asociaciones transversales y cambio longitudinal durante la transición escolar. Revista de Actividad Física y Salud; 11 de agosto de 2022; DOI: 10.1123/jpah.2021-0718

Todos los promedios citados son medios.

Extraído de “Rompiendo el código de edad: cómo tus creencias sobre el envejecimiento determinan cuánto tiempo y bien vivirás” por Becca Levy

A la mitad de la escuela de posgrado, tuve la suerte de ganar una beca de la Fundación Nacional de Ciencias para vivir en Japón durante un semestre. Mi objetivo era investigar cómo las personas envejecían y pensaban de manera diferente sobre el envejecimiento en Japón. Sabía que los japoneses tenían la esperanza de vida más larga del mundo. Aunque muchos investigadores atribuyeron esto a una dieta saludable o a diferencias genéticas, me preguntaba si también podría haber una dimensión psicológica que les diera una ventaja.

Antes de irme visité a mi abuela Horty en Florida. Tan pronto como bajé del avión, ella me miró y dijo: “Necesitas vitaminas”. Estaba convencida de que la escuela de posgrado y el clima lúgubre de Boston me habían agotado, así que fuimos a comprar su versión de vitaminas: todas las naranjas y pomelos que pudimos sacar de la tienda de comestibles.

La abuela Horty era una golfista competitiva y, como ex neoyorquina, una ávida caminadora, por lo que no fue poca cosa seguirla mientras caminaba con pasos decididos por la tienda, hasta que se cayó al suelo. Corriendo, la ayudé a levantarse y me horroricé al ver un corte sangriento en su pierna.

«No duele», me aseguró, entre dientes apretados. Incluso forzó una sonrisa, siempre estoica. “Deberías ver al otro tipo”, bromeó.

El «otro tipo» estaba a nuestros pies: una caja de madera con esquinas reforzadas de metal afilado y dentado; una esquina ahora goteaba sangre. Dejamos nuestras canastas y ayudé a mi abuela a recoger el contenido de su bolso, que se había esparcido por el piso.

Al salir, se enfrentó al dueño, quien levantó la vista por un segundo cuando la escuchó caer, antes de regresar al tabloide que había estado hojeando en el mostrador.

“No deberías dejar cajas en medio de tu tienda”, le dijo mi abuela, mucho más cortésmente de lo que se merecía. “Podría haberme hecho daño”. La sangre goteaba por su pantorrilla.

El dueño la miró y luego miró la caja en medio del pasillo. «Bueno, tal vez no deberías estar caminando por ahí», dijo aquí. “No es mi culpa que los viejos se caigan todo el tiempo. Así que no andes culpándome.

La mandíbula de Horty prácticamente cayó al suelo. En cuanto a mí, tenía ganas de tirar su tabloide del mostrador, pero solo lo miré y acompañé a mi abuela al auto. A pesar de las objeciones de Horty, la llevé directamente al médico. Su pierna resultó estar bien: un corte de aspecto dramático pero superficial, dijo el médico. Agregó que, de hecho, parecía bastante saludable.

Pensé que sería el final, pero esa tarde se había producido un cambio profundo. Esa noche, Horty me pidió que regara su árbol de aguacate, lo que normalmente le encantaba hacer ella misma. Al día siguiente, me dijo que no confiaba en sí misma para conducir y me pidió que la llevara a una cita con el peluquero. Nunca la había oído decir algo así antes. Parecía estar reviviendo las palabras del dueño de la tienda y cuestionando su competencia como persona mayor de una manera que nunca antes había hecho.

Afortunadamente, cuando volé a Japón, Horty había salido de su miedo inducido por la discriminación por edad. La mañana antes de mi partida, ella insistió en llevarme a dar un largo y enérgico paseo, para estirar las piernas antes del largo viaje en avión. Cuando regresamos, me entregó una lista escrita a mano de recomendaciones de restaurantes, de una visita a Japón con mi abuelo, dos décadas antes.

Pero cuando me despedí de Horty y me dirigí a Tokio, no pude evitar preguntarme: si unas pocas palabras negativas pueden afectar a alguien tan fuerte y valiente como Horty, ¿qué nos están haciendo los estereotipos negativos de la edad como país? ¿Qué poder tenían para cambiar realmente la forma en que envejecemos? ¿Y qué poder podríamos tener si cambiamos la forma en que pensamos y hablamos sobre el envejecimiento?

Mientras me instalaba en mi nueva vida en Tokio, mi mente a menudo volaba de nuevo a mi abuela, y me preguntaba qué pensaría ella de este lugar donde los chefs de sushi centenarios eran constantemente agasajados en la televisión y los parientes mayores eran los primeros en las comidas.

Estaba en Japón cuando llegó una fiesta nacional llamada Keiro No Hi. Caminando por el parque Shinjuku ese día, pasé junto a multitudes de levantadores de pesas, algunos sin camisa, otros con leotardos ceñidos, todos de setenta y ochenta años, pavoneándose, levantando pesas, haciendo alarde de sus cuerpos bien tonificados. Ese día, en todo el país, la gente cruzaba el archipiélago en tren de alta velocidad, barco y automóvil mientras regresaban a casa para visitar a sus mayores. Ese día, los restaurantes servirían comidas gratis a las personas mayores; para los menos móviles, los escolares preparaban y entregaban cajas bento llenas de sushi fresco y tempura frita delicadamente.

Keiro No Hi se traduce como «Día del respeto por los ancianos», pero evidentemente los japoneses ya lo hacían todos los días del año. Las clases de música estaban llenas de personas mayores que probaron la guitarra eléctrica slide por primera vez a los 75 años. Los quioscos estaban repletos de coloridos manga, los cómics populares para lectores de todas las edades, que cuentan historias de personas mayores que se enamoran. Los japoneses trataban la vejez como algo para disfrutar, un hecho de estar vivo, en lugar de algo que temer o resentir.

En los Estados Unidos, era una imagen cultural diferente. No fue solo la interacción de mi abuela con el dueño de la tienda de edad; estaba en todas partes: las vallas publicitarias de tratamientos para la piel que “desafían la edad”, los anuncios nocturnos de cirujanos plásticos locales que hablaban sobre las arrugas como si fueran generales que describieran fuerzas enemigas hostiles, los saludos infantiles que las personas mayores soportaban en restaurantes y cines. Dondequiera que miraba, en los programas de televisión, en los cuentos de hadas y en línea, la vejez era tratada como si significara olvido, debilidad y decadencia.

En Japón, me quedó claro que la cultura en la que vivimos afecta la forma en que envejecemos. Tome la menopausia, por ejemplo. Aprendí que la cultura japonesa normalmente no hace mucho alboroto al respecto, tratándolo como una parte natural del envejecimiento, en lugar de forraje para esos estereotipos occidentales de irritabilidad femenina y obsolescencia sexual. ¿Y el resultado de que los japoneses sean menos propensos a estigmatizar este aspecto natural del envejecimiento que sus pares en América del Norte? Las mujeres japonesas mayores son mucho menos propensas a experimentar sofocos, así como otros síntomas de la menopausia, que las mujeres de EE. UU. y Canadá. Y se descubrió que los hombres japoneses mayores, que son tratados culturalmente «como estrellas de rock en su país», según el antropólogo que dirigió este estudio, tenían niveles de testosterona más altos que sus homólogos europeos. Esto sugiere que su libido envejece de manera diferente según la forma en que su cultura percibe y trata el envejecimiento.

Empecé a preguntarme cuánto afecta la cultura a las creencias individuales sobre la edad: cómo pensamos sobre las personas mayores y el envejecimiento. Y tenía curiosidad sobre la medida en que estas concepciones individuales, a su vez, influyen en el proceso de envejecimiento. ¿Podrían sus creencias sobre la edad ayudar a explicar por qué los japoneses tienen la esperanza de vida más larga del mundo?

Había ido a la escuela de posgrado para estudiar psicología social, la ciencia de cómo el pensamiento, el comportamiento y la salud de las personas se ven afectados por su sociedad y los grupos a los que pertenecen y con los que interactúan. Quería centrarme en la experiencia de las personas mayores, que quedaron fuera de la mayoría de los estudios de psicología. El enigma que tenía delante ahora era cómo medir el impacto de algo tan amorfo como la cultura en algo tan definido como nuestra biología.

Cuando regresé a Boston, me puse a probar el impacto de los estereotipos culturales de la edad en la salud y la vida de las personas mayores. Estudio tras estudio que realicé, descubrí que las personas mayores con percepciones más positivas del envejecimiento se desempeñaban mejor física y cognitivamente que aquellas con percepciones más negativas; tenían más probabilidades de recuperarse de una discapacidad grave, recordaban mejor, caminaban más rápido e incluso vivían más tiempo.

También pude demostrar que muchos de los desafíos cognitivos y fisiológicos que consideramos relacionados con el envejecimiento, como la pérdida de la audición y las enfermedades cardiovasculares, también son producto de creencias sobre la edad absorbidas de nuestro entorno social. Descubrí que las creencias sobre la edad pueden incluso actuar como un amortiguador contra el desarrollo de demencia en personas que portan el temido gen del Alzheimer, APOE ε4.

En mi laboratorio de Yale, he podido mejorar el rendimiento de la memoria, la forma de andar, el equilibrio, la velocidad e incluso las ganas de vivir de las personas al activar estereotipos de edad positivos durante solo 10 minutos más o menos. En este libro, le mostraré cómo funciona el priming, o la activación de los estereotipos de la edad sin darse cuenta, qué dice sobre la naturaleza inconsciente de nuestros estereotipos y cómo podemos fortalecer nuestras ideas sobre el envejecimiento.

Demográficamente, estamos en una encrucijada. Por primera vez en la historia de la humanidad, ahora hay más personas en el mundo mayores de 64 años que menores de cinco años. Algunos políticos, economistas y periodistas se retuercen las manos por lo que llaman “el tsunami plateado”, pero no entienden el punto. El hecho de que tantas personas experimenten la vejez y lo hagan con mejor salud es uno de los mayores logros de la sociedad. También es una oportunidad extraordinaria para repensar lo que significa envejecer.

Cuando la abuela Horty murió, muchos años después del encuentro de la tienda de comestibles por la edad, mi familia y yo nos reunimos para celebrar su vida, que había sido ordinaria y extraordinaria. Vivió la mayor parte del siglo XX, siendo testigo tanto de su progreso como de sus atrocidades.

Poco después de su muerte, hice un descubrimiento sorprendente. Mientras analizaba los datos de mi estudio sobre las vidas y las perspectivas de los habitantes de la pequeña ciudad de Oxford, Ohio, descubrí que el factor más importante para determinar la longevidad de estos habitantes, más importante que el género, los ingresos, el origen social, la soledad, o la salud funcional— era como la gente pensaba y abordaba la idea de la vejez. Resulta que las creencias sobre la edad pueden robar o agregar casi ocho años a su vida. En otras palabras, estas creencias no solo viven en nuestras cabezas. Para bien o para mal, esas imágenes mentales que son producto de nuestras dietas culturales, ya sean los programas que vemos, las cosas que leemos o los chistes con los que nos reímos, se convierten en guiones que acabamos representando.

Cuando llegué por primera vez a este hallazgo de longevidad, pensé en la abuela Horty y en la suerte que tuvo mi familia de haberla tenido con nosotros hasta su muerte a los 92 años. Pensé en el regalo de esos años extra y de dónde venía. ¿Tuvimos siete u ocho años más con Horty porque abrazó la vida en esos últimos años? Si existe un código para envejecer bien, un sistema o un método, las creencias sobre la edad son parte de él.

Copyright © 2022 por Becca Levy. Reimpreso con permiso de William Morrow, una editorial de HarperCollins Publishers.