investigación y sistemas complejos

Proteínas de las anémonas cooperan para atacar a sus presas

El veneno de las anémonas de mar está formado, en gran parte, por unas proteínas llamadas actinoporinas, que atacan a otros organismos creando poros en sus membranas celulares. Una investigación realizada en la Universidad Complutense de Madrid ha descubierto que, en este animal marino, la unión y la diversidad hacen la fuerza, ya que las proteínas y los genes que las originan trabajan de manera conjunta para dosificar el veneno.

Las anémonas de mar son unos animales marinos que viven anclados a la arena y a las rocas. Para defenderse de los predadores y atrapar a sus presas utilizan un veneno muy potente, donde las actinoporinas juegan un papel esencial. Estas proteínas dañan a otros organismos creando poros en las membranas de sus células, lo que desencadena un proceso inflamatorio que, en el caso de presas de pequeño tamaño, es mortal.

“Conocer su mecanismo de acción puede ayudar a fabricar antídotos. Nuestra línea de investigación consiste en saber cómo funcionan estas toxinas para utilizarlas en nuestro beneficio”, explica Álvaro Martínez del Pozo, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y miembro del grupo de investigación Proteínas Tóxicas.

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En un estudio publicado en The Journal of Biological Chemistry, el equipo de la UCM ha descubierto nuevas pistas sobre su comportamiento. Mediante ensayos en laboratorio con dos de estas proteínas –Stnl y Stnll–, los investigadores han demostrado que cantidades mínimas de una actinoporina modulan la potencia de la otra.

Influencia de la pobreza en el proceso cognitivo

Un estudio realizado publicado por el American Journal of Preventive Medicine, señala que la pobreza y las dificultades económicas están fuertemente asociadas con un empeoramiento de la función cognitiva en personas relativamente jóvenes; por lo que podrían ser factores contribuyentes al envejecimiento prematuro en poblaciones más pobres.

Investigaciones previas ya habían señalado que la exposición a condiciones socioeconómicas pobres durante la infancia está asociada a un déficit cognitivo, pues tienen efectos negativos en el desarrollo del cerebro. En consecuencia, los niños que padecen esta condición pueden tener problemas de depresión durante toda su vida y un rendimiento académico más bajo.

Otros estudios sobre población adulta y pobreza, han incluido sobre todo a adultos de edad avanzada, por lo que sus resultados podrían estar relacionados no solo con dicha pobreza, sino también con las consecuencias directas del paso de la tiempo.

La vía de análisis del sueldo de los individuos estudiados también ha sido importante. “El sueldo es dinámico y la mayoría de las personas, especialmente al principio de la edad adulta, sufren muchos cambios salariales”, explica Adina Zeki Al Hazzouri, directora de la investigación y doctora especializada en epidemiología del departamento de Ciencias de la Salud Pública de la Universidad de Miami.

Este estudio incluía a mujeres y hombres de entre 18 y 30 años de edad, y comenzó en 1985 y 1986. En él se recogieron datos de dichas personas seis veces, entre 1985 y 2010; y se definió la “pobreza sostenida” como el porcentaje de tiempo en que los miembros de un hogar habían percibido ingresos inferiores al 200% del nivel de pobreza federal.

Los participantes fueron divididos en cuatro grupos: los que no habían padecido nunca la pobreza; los que sí durante menos de un tercio del tiempo estudiado; de un tercio a casi la totalidad del tiempo; y los que y siempre habían estado de pobreza.

El corte del 200% de pobreza federal para un domicilio con 4 ocupantes estaba en 26.718 dólares en 1990, 28.670 dólares en 1992, 31.138 dólares en 1995, 35.206 dólares en 2000, 39.945 dólares en 2005 y 44.630 dólares en 2010.

 

Del orden al caos con NetLogo

¿Qué es NetLogo?

NetLogo es un entorno programable de modelado  para simular fenómenos naturales y sociales. Es especialmente adecuado para modelar sistemas complejos  que se desarrollan en el tiempo. Los modeladores pueden dar instrucciones a cientos o miles de “agentes” independientes todos operando en paralelo. Esto hace que sea posible explorar la relación entre el nivel micro del comportamiento de los individuos y los patrones a nivel macro que emergen de la interacción de muchos individuos.

Conflicto y cooperación en la evolución humana

by John Pepper
Aug. 20, 2015
Because natural selection is driven by competition, cooperation and altruism were the issues that most troubled Darwin, and the evolutionary theorists who have followed him. Recent studies of conflict within genomes also require upgrades on classical theory. Much of the cooperation and conflict in nature concerns resource allocation. Here we consolidate existing theory for the evolution of resource transfers of fixed amount between individuals. We also extend inclusive fitness theory to address cooperation and conflict among any evolving actors that share control over a resource pool, and that influence how resources are allocated. This allows better prediction of evolutionary dynamics, and extends theory to include the evolution of actors that are neither donor nor recipient, greatly expanding its scope. We show that under adaptive evolution, conflict is an evolutionary attractor even between initially cooperating actors, and that adaptations for both cooperation and conflict are likely to evolve in the same context, with conflict likely to follow cooperation on an evolutionary time scale. Our framework encompasses cooperation and conflict both among organisms, and also among reproducing sub-units and genetic elements. It is therefore applicable to intra-genomic interactions and evolutionary transitions in individuality.

Cerebro y transcendencia

No hay ninguna realidad de la vida que se pueda mirar al margen de la evolución…¿Qué pasa con el cerebro?

La singularidad humana de : conciencia, abstracción, sentimiento libertad…

Creatividad y redes neuronales

Las personas creativas buscan soluciones para los nuevos problemas que van surgiendo día tras día. Para resolverlos, se plantean diferentes alternativas que permitan seguir adelante. Sin embargo, está claro que hay personas que tienen una sentido de la creatividad muchos más desarrollado que otras.

Las investigaciones sobre la creatividad están teniendo gran importancia en los últimos años. Se presupone que la creatividad es fundamental para nuestro futuro, para el desarrollo empresarial, para mejorar la sociedad y para mejorar también la educación. De ahí que numerosos investigadores de todo el mundo se estén ocupando de profundizar en este tema.

Un equipo de investigación austríaco y estadounidense ha determinado ahora, gracias a métodos de análisis de datos de neuroimagen (técnica que evalúa las interacciones entre las regiones del cerebro), que en el desarrollo del pensamiento creativo intervienen varias redes de procesamiento de la información. Estas redes colaboran entre sí para la creación de ideas y evaluación de las mismas. Por tanto, la generación de nuevas ideas combina dos procesos neuronales que van en paralelo.thV2D0S76P

El equipo ha publicado en la revista Trends in Cognitive Neuroscience un trabajo en el que han realizado un profundo análisis sobre las redes neuronales. En dicho artículo se ha llegado a la conclusión de que existen dos redes neuronales importantes: la “red neuronal por defecto” y la “red de control cognitivo”.

Los científicos han comprobado que, en los procesos mentales relacionados con la creatividad, se ponen en funcionamiento dominios cerebrales tanto específicos como generales. Siendo los primeros los que permiten, por ejemplo, la improvisación musical, y los segundos los que traen consigo el pensamiento divergente.

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Un algoritmo podría proteger a los barcos de las ‘olas gigantes’

Las ‘olas gigantes’, comúnmente conocidas como ‘asesinas’, son formaciones de agua que aparentemente surgen de la nada. Éstas pueden llegar a aumentar ocho veces su tamaño, causando grandes devastaciones en buques y transatlánticos. El error en las antiguas predicciones consistía en tratar de simular cada ola individual en un cuerpo de agua para producir una imagen de alta resolución del estado del mar. Además de ser comprobaciones costosas, requerían mucho tiempo.

Sin embargo, los investigadores del MIT han cambiado el rumbo basándose en la observación de que las ondas, en ocasiones, se agrupan. De este modo, cierto grupo de olas terminan por intercambiar su energía formando la llamada ‘ola gigante’. “Las olas se comunican entre ellas. Interactúan y crean una dinámica que da paso a este fenómeno”, aseguró Theme Sapsis, asistente de ingeniería mecánica en el MIT.2d030f439a066c4b7fc15ba95775c6e5_article

El análisis consiste en combinar los datos de ondas del océano disponibles a partir de mediciones tomadas por boyas oceánicas con un análisis no lineal de las ecuaciones de onda de aguas subyacentes. De este modo, el equipo de Sapsis cuantificó el abanico de posibilidades de que se formase una ola para una determinada masa de agua. Así, desarrollaron un método más sencillo y rápido de predecir cómo evolucionarán estos grupos de olas.

La herramienta, por lo tanto, se basa en un algoritmo que, dependiendo de la longitud y la altura de un grupo de olas, calcula la probabilidad de que éstas se conviertan en una masa de agua gigante en los próximos minutos.

“El algoritmo es preciso, ya que nos informa de la ubicación y del tiempo que va a tardar en suceder el fenómeno”, explicó Sapsis.

Fuente

El futuro del internet de las cosas

¿Cómo será el futuro cuando las cosas se vuelvan inteligentes? Ya no queda tanto para ver un futuro conectado, teniendo en cuenta que el próximo año habrá 6.400 millones de cosas conectadas y 5,5 millones de cosas se conectarán cada día, según un reciente informe de la consultora  Gartner en donde se estima que estos números reflejarán un crecimiento del 30% respecto a este año.

Además Gartner apunta que para el 2020, en el mundo habrá 20.800 millones de cosas conectadas.

Estas cifras traen aparejado un negocio no hay que dejar de destacar. En el reciente estudio, Gartner asegura que el gasto en servicios de soporte para el Internet de las Cosas generará U$S 235.000 millones el próximo año, un 22% más que 2015.

Por otro lado, aunque el mercado IoT de consumo es el que contabilizará más cosas conectadas, será el empresarial el que contabilizará el mayor gasto. Cerca de 4.000 millones de cosas conectadas estarán en uso en el mercado de consumo en 2016, una cifra que se incrementará hasta los 13.500 millones en 2020.

La consultora establece dos categorías para el IoT empresarial: los dispositivos genéricos que se utilizan en múltiples industrias, como pueden ser la iluminación o el aire acondicionado; y los dispositivos específicos para determinados verticales como puede ser equipamiento específico para hospitales.

Todos sabemos el antes y el después que marcó en nuestro mundo el primer internet,  o “Internet De Las Pantallas”. Imaginemos ahora los cambios que aún están por venir de la mano de una Nueva Era, que ya comenzó, con el nacimiento de “El Internet De Las Cosas” o IoT.

En la actualidad existen poco más de 3 activos de internet por persona, pero se estima que para 2020 habrá 7 objetos conectados por cada habitante del Planeta. ¿Cuál es el impacto de este salto? En primera lugar, la posibilidad de hacerse de un gran volumen de información sobre el mundo real, el clima, la contaminación, el tránsito, comportamientos y costumbres de las personas, etc.; lo cual, si es bien aprovechado y analizado, puede traducirse en acciones y cambios que deriven en beneficios para las personas. La consultora Gartner, observa otro cambio disruptivo y afirman que el IoT creará “nuevas dinámicas de marketing, ventas y servicio al cliente. En un gran número de transacciones, las interacciones serán directamente entre cosas conectadas, sin considerar decisiones personales. Un ejemplo es nuestro automóvil, que podrá coordinar directamente los servicios de mantenimiento, sin involucrar al propietario en la mayor parte del proceso. Otro ejemplo es encontrar estacionamiento, o mejor aún, encontrar uno en el que pueda recargar mi auto eléctrico. El automóvil podrá negociar directamente esta acción.”

El IoT puede incluso reproducir ciertas ventajas del pasado, como la calidez de la vendedora de barrio que conocía tus gustos y compras anteriores. Por ejemplo, Burberry ha desarrollado aplicaciones sofisticadas para Retail usando IoT. Un cliente que entra a la tienda puede ser reconocido mediante tecnologías de reconocimiento facial. Así, se acceder a su historial de compras y los vendedores pueden, sugerir un accesorio que va bien con el traje que compró la semana pasada. Las posibilidades son tan ilimitadas, que se considera que las empresas de IoT que van a revolucionar el mundo, todavía ni siquiera han sido creadas. Casas inteligentes en ciudades inteligentes. Los objetos de uso cotidiano conectados a internet y respondiendo a comandos remotos por medio de Apps, comandos de voz y otras interacciones. Así es como comenzamos a ver el impacto del IoT.

En el caso de los electrodomésticos, los desarrollos vienen más de la mano de los propios fabricantes de productos que de empresas especializadas en conectividad. Así, en España y EE.UU., ya se están poniendo a disposición redes alternativas para conectar las cosas sin depender de las de los teléfonos móviles. Otra gran aplicación de este tipo de tecnologías es para la salud. Los dispositivos interconectados permiten monitorear constantemente nuestra actividad y dan indicadores que se aplicarán para mejorar la salud de las personas. Gartner ve una creciente aplicación del uso del IoT en la salud “Optima Health, por ejemplo, provee Fitbits gratis para sus miembros, comenzando una tendencia de monitoreo constante para mejorar la medicina preventiva. En EEUU existen ejemplos como la proveedora de servicios de Salud Kaiser-Permanente, que estima que en California en 2016 las atenciones automatizadas superarán a las presenciales. Las Farmacias CVS y los servicios ‘HealthSpot’ son otro ejemplo.

Otro mundo se abre también bajo el paraguas de los wearables. La posibilidad de llevarlos conectados todo el tiempo en un intercambio de información constante sobre ubicación, condiciones climáticas, condición física y agenda, por ejemplo. Las posibilidades son tan infinitas que desafían los límites de nuestra imaginación. Tal como concluyen desde Gartner; “IoT cambia completamente la forma en la cual nos relacionamos con las cosas, que ahora pasan a ser inteligentes y pueden comunicarse con nosotros.”

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Tecnologías, ¿de moda?

No es fácil identificar las tecnologías emergentes.

Tampoco el ritmo de adopción que tendrán por parte de la sociedad y las empresas o si cumplirán o no sus expectativas. Si nos fijamos en el ciclo del Hype de la consultora Gartner, existe una etapa de difusión de la innovación, un momento de pico de expectación, una bajada de estas expectativas y luego una ligera subida en su adopción por parte de empresas e industrias. Vamos a ver un pequeño resumen de estos sectores innovadores.

Rafael Yuste: Mapeando el cerebro

Interesante reflexión sobre lo último en este tema.

El cerebro: la nueva frontera

Europa y EEUU lanzan una colosal carrera para apoderarse de los secretos del cerebro.

 Dos proyectos en competición se gastarán más de 3.000 millones de euros en la próxima década para entender, controlar y reproducir los mecanismos del cerebro humano. Ambas iniciativas están dirigidas por neurocientíficos españoles.

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Hablando de inteligencia artificial…

La inteligencia artificial que quiere imitar al ser humano…Todo un debate. En esta entrevista se dialoga sobre la imitación de procesos “cognitivos” que las inteligencias generales (más parecida al ser humano) consiguen.  Actualmente existen sistemas expertos, que los profesionales pueden consultar, con procesos deductivos etc… Otros son capaces de planificar y de aconsejar tomas de decisiones.

Caos y tecnología

Los avances en la ciencia no lineal estallaron después de la llegada de las máquinas de computación más rápidas. Tratamos de ver la cuestión inversa , es decir … ¿tiene nuestra comprensión de los sistemas caóticos consecuencias para avanzar en la tecnología?

Así que nos centramos en iniciativas recientes de investigación en la disciplina, en la que los experimentos verifican teorías de Caos aplicado. En concreto , se discute cómo un sistema caótico puede funcionar como un generador de patrones de gran alcance, y vamos a demostrar cómo esta función se puede utilizar para diseñar un dispositivo de computación reconfigurable y dinámico . ..

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Cooperación eficiente en las hormigas

El biólogo Deborah Gordon ha descubierto cómo las colonias de hormigas buscar de manera eficiente, sin organización central, una idea que podría mejorar las redes de ordenadores…incluso otras redes.
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Increase of study success starts in the classroom

Jonas Forsman, Physics Education Research, Uppsala University, Sweden.

Student drop out in universities is a universal problem and is especially critical in Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) education. More qualified candidates are needed in these fields to fill the demands of the industry (Stephens & Richey, 2013). Even though researchers found several critical aspects that affect student success and that could reduce student drop out, implementation of research results have rarely led to any major improvements in graduation rates.plaatje-CEL-1024x584

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Mil robots coordinados

“Formad una estrella de cinco puntas” es toda la información que un inmenso enjambre de pequeños robots recibe del informático. Al punto, comienzan a guiñarse unos a otros y al cabo de unos pocos segundos ya han formado una estrella casi perfecta. “Ahora, formad la letra k”, y así lo hacen, en referencia a la primera letra de kilobots, un neologismo que designa la magnitud de 1.024 robots, y que acaba de marcar un hito en inteligencia artificial colectiva. Esta ciencia se sirve de múltiples robots sencillos para realizar, con peculiares coreografías, tareas complejas.

 

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Sincronización de sistemas caóticos

We review some of the history and early work in the area of synchronization in chaotic systems. We start with our own discovery of the phenomenon, but go on to establish the historical timeline of this topic back to the earliest known paper.

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Dilema del prisionero – redes dinámicas

Cooperation lies at the foundations of human societies, yet why people cooperate remains a conundrum. The issue, known as network reciprocity, of whether population structure can foster cooperative behavior in social dilemmas has been addressed by many, but theoretical studies have yielded contradictory results so far—as the problem is very sensitive to how players adapt their strategy. figure1

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Fractales y cáncer

Al contrario de lo que se pensaba, la aparición de una geometría fractal en la superficie celular solo parece ocurrir durante la transición a la enfermedad.

Los fractales marcan una transición entre el orden y el caos. Abundan en el mundo vegetal (coliflor, helecho, romanesco) y aparecen en las representaciones del mundo más abstractas de los matemáticos. Ahora, un equipo de físicos y biólogos ha observado la emergencia de estas estructuras autosemejantes en la superficie de las células «inmortales», aquellas que están a punto de transformarse en cancerosas.

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