¿Podemos caminar como vuelan los murciélagos?

Daniel Kish en su bicicleta. Andanco con ecolocalización. Foto Wikipedia/Pop Tech

Daniel Kish en su bicicleta. Andanco con ecolocalización. Foto Wikipedia/Pop Tech

Nadie lo hace como Daniel Kish. No al menos hasta ahora. El llamado hombre murciélago perdió su visión al año de edad debido a un retinoblastoma, pero aprendió a navegar usando el ruido que hace con su lengua y escuchando el sonido que rebota de las superficies cercanas. Sí, ecolocalización, como la de los pequeños mamíferos voladores.

Con esa habilidad logra moverse sin problemas por las calles y sectores desconocidos con suprema facilidad. El sonido hace las veces de ojos. Y, aunque no lo crea, anda en bicicleta con este ‘poder’.

¿Podría cualquier persona desarrollar esa habilidad? “Escuchamos ecos todo el tiempo”, dijo Daniel Rowan, audiólogo de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, citado por The Scientist. Lo que hace Kish, dijo es reunir un rango de capacidades diferentes que todos más o menos tenemos y las lleva a un nivel de experticia que no todos poseen.

Si personas con visión limitada o invidentes pudieran desarrollar la ecolocalización, su vida sería más sencilla. Es usada por esas personas como una adición, no un remplazo de los bastones y perros, que les ayudan con los objetos a nivel del piso.

Un inconveniente es que al envejecer, hay pérdida auditiva. ¿Es posible sin embargo percibir los ecos?

Investigadores como Rowan tratan de averiguar hasta qué punto se puede desarrollar esa sorprendente habilidad.

Él condujo experimentos con personas ciegas y otras con visión normal, en un cuarto a prueba de sonidos externos y colocando objetos alrededor de un maniquí virtual, sobre el cual se enviaban los sonidos.

Los individuos solo detectaban objetos hasta 4 metros de distancia, pero no acertaron cuando no se les ponían frecuencias altas. Un resultado similar con personas invidentes.

Es decir, quienes usan sonidos de alta frecuencia con sus bocas se desempeñan mejor. Y no se sabe por qué.

Esa frecuencia, además, es la que primero pierde la gente al envejecer.

Para algunos, los 4 metros es el límite sobre el cual se debería trabajar para enseñarles a las personas con necesidad de orientación.

De todas maneras es un campo que apenas se desarrolla y se requerirán más estudios sobre los distintos tipos de sonidos y escucha para poder entrenar a esas personas a gozar de una mayor autonomía y mucha más seguridad.

¿Qué tal convertir las altas frecuencias en bajas? Solo una idea.

Mis 10 noticias científicas de la semana (2-8)

1. Detuvieron el VIH

En un avance de impacto las células inmunitarias de 12 pacientes positivos por VIH han sido modificadas genéticamente con éxito para resistir la infección y disminuir la carga viral de modo que dejaron de tomar la terapia antirretroviral, incluyendo una persona cuyos niveles se hicieron indetectables. Es el primer estudio reportado de una edición de genes en humanos, lo que demuestra que se pueden modificar las células T para imitar una resistencia natural al virus, introducirlas de nuevo, hacer que se mantengan y mantener la infección a raya sin la necesidad de drogas. La investigación apareció publicada en The New England Journal of Medicine.

2. Con los ojos del sonido

Un hombre ciego de nacimiento tiene ahora un hobby que nadie creería: fotografía. Esa nueva pasión gracias a un sistema que convierte las imágenes en secuencias de sonidos, lo que no solo permite una ‘vista’ a los invidentes sino que desafía la forma como los neurólogos piensan que está organizado el cerebro. El estudio apareció en Current Biology. El sistema escanea imágenes de izquierda a derecha convirtiendo las formas de la foto en sonido, con la ubicación más alta en la imagen correspondiendo a frecuencias más altas. Y una línea diagonal de izquierda a derecha se convierte en una serie de notas musicales ascendentes. Y si bien imágenes complicadas aparecen con mucho ruido, con suficiente entrenamiento la persona puede aprender a escuchar las escenas de la vida diaria.

3. La rabia mata

La ira, ese sentimiento necesario en ocasiones, es malo para la salud. Un estudio del Beth Israel Deaconess Medical arrojó que quienes padecen ataques serios de rabia tienen 5 veces más riesgo de morir en las 2 horas siguientes al estallido. El estudio publicado en el European Heart Journal reveló que hay un una evidencia consistente de mayor riesgo cardiovascular tras un episodio de rabia. El riesgo de ataque cardíaco es 4,7 veces mayor y el riesgo de derrame debido al bloqueo arterial era 3,6 veces más alto que en otros momentos.

4. El mar se llevará los recuerdos

Más de 700 sitios considerados patrimonio de la humanidad se perderían por el aumento del nivel del mar debido al calentamiento global reveló un estudio presentado en Environmental Research Letters. Dentro de los amenazados figura la zona histórica de Cartagena de Indias. Están además la estatua de la Libertad, la Ópera de Sidney y la Torre de Londres, que desaparecerían si se mantiene la tendencia de un aumento de 3°C en los próximos 2.000 años, un escenario muy probable y nada extremista dijeron los autores.

5. La malaria trepará las montañas

Un estudio publicado en Science analizó la situación de una región africana en Etiopía y Antioquia donde la malaria está presente, concluyendo que el aumento de la temperatura debido al cambio climático hará que el vector suba a zonas montañosas, donde podría convertirse en una amenaza seria de salud pública en zonas donde sus pobladores no tienen inmunidad adquirida frente al mal. En años calientes el mosquito ha subido hasta 360 metros.

6. No coma carne ni de por aquí y queso tampoco

Una dieta rica en proteína animal durante la edad media de la vida aumenta por 4 el riesgo de morir por cáncer, reveló un estudio en Cell Metabolism. El queso, el pollo, la carne y la leche tendrían efecto nocivo en esa etapa de la vida, mientras que luego de los 65 su consumo moderado puede traer beneficios para la salud de la persona. El estudio va en contravía de dietas altas en proteína como Paleo y Atkins. Hasta ahora ningún estudio, según los autores, había mostrado una correlación definitiva entre consumo de proteína y riesgo de muerte. La proteína de origen vegetal, se concluyó, no parece tener ese efecto negativo y no se sabe porqué.

7. Tres rocas pasaron por acá

A falta de uno tres asteroides pasaron cerca de la Tierra esta semana. Dos de ellos incluso más cerca que la distancia a la que está la Luna. Los tres fueron descubiertos solo unos pocos días antes de su paso, lo que evidencia la desprotección en que se encuentra el planeta, vivida ya el año pasado con el meteorito que explotó sobre la región rusa de Chelyabinski. Hasta hoy han detectado 1.458 asteroides potencialmente peligrosos y se cree que miles no han sido hallados, aunque no para provocar daño a escala planetaria.

8. Enanas bien pobladas

En casi todas las estrellas enanas rojas, que son ¾ de las que hay en el universo, debe haber planetas. Así lo sugiere un estudio que identificó 8 nuevos planetas en esos cuerpos, 3 de ellos considerados super Tierras en zona de habitabilidad (aquella donde puede existir agua líquida). También sugiere que estas super Tierras deben orbitar alrededor de al menos ¼ de las enanas rojas en el propio vecindario del Sol. La investigación aparecerá en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

9. Regreso del pasado

Científicos reportaron el hallazgo de un virus gigante en las nieves eternas de Siberia, el cual ha estado allí desde hace 30.000 años. El virus, llamado Phitovirus no afecta animales ni humanos. Con el hallazgo ahora son tres las familias de virus gigantes que se han descubierto. El artículo, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, abre la posibilidad de que al calentarse el planeta y derretirse el permafrost queden expuestos virus que podrían ser potencialmente peligrosos, como aquellos que convivieron con Neandertales y ancestros del hombre moderno hace unas decenas de miles de años.

10. Una gran amenaza

Científicos reportaron en Plos One el hallazgo de lo que sería una nueva especie de dinosaurio, Torvosaurus gumeyi. Encontrado en lo que hoy es Portugal vivió hace cerca de 150 millones de años y sería el mayor depredador que existió en Europa en aquel entonces. Sus dientes medían 10 centímetros, el animal pesaba de 4 a 5 toneladas y tuvo cerca de 10 metros de longitud.

Con razón olvidamos los recados

No deberíamos culparnos si se nos olvidó lo que nos pidieron que compráramos. Científicos de la Universidad de Iowa realizaron un estudio que reveló que cuando se trata de la memoria no recordamos cosas con tanta claridad como cuando las vemos o tocamos.

“Parece que sí hay mérito para el proverbio chino “escucho y olvido; veo y recuerdo”, según el autor del estudio, James Bigelow.

Resulta que contrario a lo que creemos, las zonas del cerebro relacionadas con la memoria están integradas, pero el estudio sugiere que existen caminos separados para procesar la información.

Los hallazgos sugieren además que el cerebro puede procesar la información auditiva de modo diferente a la visual y táctil y que se requerirían estrategias alternativas para mejorar la recordación, tales como más repetición mental, según Amy Poremba, participante en el estudio que fue publicado en Plos One.

En el estudio con 100 estudiantes sometidos a una variedad de sonidos, elementos visuales y cosas que podían sentir, recordaban menos los sonidos que lo demás.

En otro experimento escuchaban tonos en audífonos, miraban cuadrados rojos y sentían vibraciones suaves en una barra de aluminio. Cada cosa separada de 1 a 32 segundos. La memoria se reducía a medida que pasaban los segundos y era mayor el olvido para los tonos escuchados: de los 4 a los 8 segundos comenzaban a olvidarse.

En una prueba más se examinó su memoria usando cosas que se encuentran el el día a día. Entre una hora y una semana después los estudiantes eran más malos para recordar los sonidos.

Otro paso para leer la mente

Más cerca de leer el pensamiento y entender lo que una persona que no puede comunicarse piensa, quedó la ciencia tras una investigación publicada en Plos Biology

Mediante la grabación de impulsos nerviosos en las regiones cerebrales que procesan el sonido, los científicos pudieron recrear las palabras en las que pensaba una persona.

Científicos de la Universidad de California en Berkeley demostraron que la actividad eléctrica del cerebro puede ser decodificada para reconstruir qué palabras está escuchando una persona.

Brian Pasley, neurocientífico, y colegas, grabaron la actividad cerebral de 15 personas bajo evaluación antes de distintos procedimientos neuroquirúrgicos. Colocaron electrodos en la superficie del giro superior temporal, parte del sistema auditivo del cerebro, para grabar la actividad neuronal de esos sujetos en respuesta a palabras y frases pregrabadas.

Se cree que el giro participa en las etapas intermedias del procesamiento del discurso, como es la transformación de los sonidos en fonemas, o sonidos del habla, pero poco se sabe acerca de los rasgos específicos, como la tasa de sílabas o el volumen de las fluctuaciones que representa.

Para analizar los datos de las grabaciones con electrodos, emplearon un algoritmo diseñado para extraer rasgos claves de las palabras habladas, como el tiempo del periodo y el cambio de volumen entre las sílabas.

Luego entraron los datos en un modelo computacional para reconstruir los diagramas de la voz (¿‘vozgramas’?) mostrando cómo cambiaban los rasgos en el tiempo para cada palabra. Hallaron que esos diagramas podían reproducir los sonidos que los pacientes escuchaban con la suficiente precisión para reconocer cada palabra.

“Si podemos entender cómo participa cada área del cerebro en este proceso, podemos comenzar a entender cómo funcionan mal estos mecanismos neuronales en desórdenes de la comunicación como la afasia”, dijo Pasley.

El grupo de científicos está interesado en las similitudes entre el discurso percibido y el imaginado. “Hay alguna evidencia de que percepción e imaginación pueden ser muy similares en el cerebro”.

Esas similitudes podrían llevar eventualmente al desarrollo de interfaces cerebro-computador que decodifiquen la actividad cerebral asociada con el discurso imaginado de las personas que son incapaces de comunicarse, como aquellas afectadas por derrames o enfermedades neuromotrices o síndromes.

Vuelven invisibles objetos sumergidos

Qué cosas se ven… o no se ven. Lo que ha sido el sueño de muchos hombres desde muy atrás en la historia, cada día está más cercano: la invisibilidad.

A la serie de nuevos materiales que han sido diseñados en diferentes laboratorios, los que doblan la luz de modo que no incida sobre ellos, haciéndolos invisibles al ojo humano de una u otra manera, se suma otro que hace invisibles los objetos bajo el mar. Ah, sí: para las ondas del sonar, de modo que, diríase, un submarino podría navegar sin ser detectado por instrumento alguno sobre la superficie.

En octubre de 2006 se anunció la producción de un manto de invisibilidad basado en metamateriales, que hacía que las microondas de una determinada frecuencia viajaran alrededor de un cilindro de cobre, de modo que parecía que no existiese nada.

En abril 30 de 2009, otros investigadores presentaron un manto que hacía objetos invisibles en la longitud de onda cercana al infrarrojo.

Hoy, encabezados por el profesor Nicholas Fang, científicos presentaron una tecnología que hace invisibles los objetos submarinos al sonar y otras ondas de ultrasonido.

“No estamos hablando de ciencia ficción. Estamos hablando de controlar las ondas de sonido doblándolas y torciéndolas en un espacio diseñado”, dijo Fang. “No se trata de uno de os trucos que hace Harry Potter”, agregó.

Los materiales que pueden envolver el sonido alrededor de un objeto en vez de reflejarlo o absorberlo han sido posibles, en teoría, por unos años, la realización del concepto ha sido un reto. En un artículo aceptado para publicación en el journal Physical Review Letters, el grupo de Fang describe cómo funciona su prototipo, capaz de ocultar un objeto de una amplia gama de ondas del sonido.

El manto está hecho con metamateriales, una clase de materiales artificiales cuyas propiedades han sido aumentadas como resultado de una cuidadosa ingeniería de su estructura. El grupo diseñó un manto cilíndrico de dos dimensiones hecho de 16 anillos concéntricos de circuitos acústicos estructurados para guiar las ondas del sonido. Cada anillo tiene un índice diferente de refracción, lo que hace que las ondas varían en velocidad de los anillos exteriores a los interiores.

“Lo que usted ve básicamente es una red de cavidades que están conectadas por canales. El sonido se propagará dentro de ellos, y las cavidades están diseñadas para reducir las ondas. A medida que viajen hacia adentro de los anillos, las ondas ganan más y más velocidad”.

Como la aceleración requiere energía, las ondas de sonido se propagan alrededor de los anillos exteriores, guiadas por los canales en los circuitos, que doblan las ondas para envolverlas alrededor de las capaz externas del manto.

El concepto fue probado con un cilindro que sumergieron en un tanque y luego con una variedad de objetos de diferentes formas y densidades.

El dispositivo ofrece invisibilidad para las ondas de ultrasonido de 40 a 80 KHz, aunque con modificación podría, en teoría, cubrir decenas de megahertz.

La idea ahora es estudiar las posibles aplicaciones militares y en la salud.

En la imagen, el dispositivo o manto de la invisibilidad submarina.