Según un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Georgia y el Instituto de Tecnología de Georgia, los pacientes con COVID-19 que experimentan fiebre muestran un volumen reducido de materia gris en la red frontal-temporal del cerebro.

El estudio encontró que un menor volumen de materia gris en esta región del cerebro se asoció con un mayor nivel de discapacidad entre los pacientes con COVID-19, incluso seis meses después del alta hospitalaria.

COVID persistente

Los investigadores, que están afiliados al Centro de Investigación Traslacional en Neuroimagen y Ciencia de Datos (TReNDS), analizaron tomografías computarizadas en 120 pacientes neurológicos, incluidos 58 con COVID-19 agudo y 62 sin COVID-19, emparejados por edad, género y enfermedad. Con ello se usó un análisis de morfometría basado en fuentes, que aumenta el poder estadístico de los estudios con un tamaño de muestra moderado como este.

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El análisis mostró que los pacientes con niveles más altos de discapacidad tenían un menor volumen de materia gris en las circunvoluciones frontales superior y media incluso cuando se controlaban las enfermedades cerebrovasculares. El volumen de materia gris en esta región también se redujo significativamente en los pacientes que recibieron oxigenoterapia en comparación con los pacientes que no recibieron oxigenoterapia. Los pacientes con fiebre tuvieron una reducción significativa en el volumen de materia gris en las circunvoluciones temporales inferior y media y la circunvolución fusiforme en comparación con los pacientes sin fiebre.

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Los resultados sugieren que COVID-19 puede afectar la red frontal-temporal a través de fiebre o falta de oxígeno. Los hallazgos del estudio también demuestran que los cambios en la red frontal-temporal podrían usarse como un biomarcador para determinar el pronóstico probable de COVID-19 o evaluar las opciones de tratamiento para la enfermedad.

La materia gris es vital para procesar información en el cerebro y la anomalía de la materia gris puede afectar el funcionamiento y la comunicación de las neuronas.

Cambios en el volumen cerebral y la deformación de la glándula pituitaria en los astronautas pueden ser fruto de los viajes espaciales, tal y como sugiere un nuevo estudio que se publica en la revista Radiology.

Se ha propuesto la hipótesis de que la exposición crónica a la presión intracraneal elevada, o presión dentro de la cabeza, durante el vuelo espacial es un factor que contribuye a estos cambios inflamación del nervio óptico, hemorragia retiniana y otros cambios estructurales oculares que afectan a la visión.

Otros cambios cerebrales

Para averiguarlo, se llevó a cabo una resonancia magnética cerebral (MRI) en 11 astronautas, incluidos 10 hombres y una mujer, antes de viajar a la Estación Espacial Internacional (ISS).

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Los resultados de MRI mostraron que la exposición a microgravedad de larga duración causó expansiones en los volúmenes combinados de líquido cefalorraquídeo (LCR) de los astronautas. La resonancia magnética también mostró alteraciones en la glándula pituitaria, una estructura del tamaño de un guisante en la base del cráneo: pierde altura y es más pequeña después del vuelo que antes del vuelo. Este tipo de deformación es consistente con la exposición a presiones intracraneales elevadas.

Según señala el autor principal del estudio, Larry A. Kramer, del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas:

Lo que identificamos que nadie realmente ha identificado antes es que hay un aumento significativo de volumen en la materia blanca del cerebro desde el vuelo previo hasta el vuelo posterior. De hecho, la expansión de la materia blanca es responsable del mayor aumento en los volúmenes combinados de líquido cefalorraquídeo y cerebro después del vuelo.

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Los investigadores también observaron un aumento de volumen posterior al vuelo, en promedio, en los ventrículos laterales de los astronautas, espacios en el cerebro que contienen LCR. Los cambios fueron similares a los que ocurren en personas que han pasado largos períodos de reposo en cama con la cabeza ligeramente inclinada hacia abajo.

Los investigadores están estudiando formas de contrarrestar los efectos de la microgravedad.

Si podemos comprender mejor los mecanismos que hacen que los ventrículos se agranden en los astronautas y desarrollen contramedidas adecuadas, entonces quizás algunos de estos descubrimientos podrían beneficiar a los pacientes con hidrocefalia de presión normal y otras afecciones relacionadas.

Los resultados de un nuevo estudio publicados en la revista Environment International sugieren un fuerte vínculo entre exposición a hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPA), volumen de los ganglios basales y síntomas de trastorno por déficit de atención e hiperactividad en niños.

El estudio ha sido llevado a cabo por científicos del Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal), un centro impulsado por la Obra Social "la Caixa".

Hidrocarburos y cerebro

Los hidrocarburos policíclicos aromáticos son un grupo de contaminantes del aire que proceden de la combustión incompleta de materia orgánica. Se forman como consecuencia del uso de combustibles fósiles y biomasa y también a partir de otras fuentes, como el humo del tabaco o la cocina a la brasa. En grandes ciudades, sin embargo, el principal generador de HPA es el tráfico rodado.

Así pues, se midiero los niveles de contaminación de 39 escuelas de Barcelona y tomó imágenes por resonancia magnética de 242 niños y niñas de entre 8 y 12 años, que también realizaron tests para la evaluación de posibles síntomas de TDAH. Tal y como explica Marion Mortamais, investigadora de ISGlobal y autora principal del estudio:

Los resultados indican que la exposición a los HPA, y en particular al benzopireno, está asociada con una reducción del volumen del núcleo caudado, uno de los componentes de los ganglios basales. Las consecuencias que este cambio inducido en el cerebro podría tener sobre el comportamiento de los niños y niñas no fueron identificadas en el estudio. En cualquier caso, dada la implicación del núcleo caudado en muchos procesos cognitivos y de comportamiento cruciales, la reducción de su volumen resulta preocupante para el neurodesarrollo infantil.

Imagen | jayceeloop

En 2015, durante la inmersión más profunda de la nave Cassini en la columna que emana de las grietas en la región polar sur de la luna saturniana Encelado, los instrumentos detectaron hidrógeno molecular.

Los resultados se detallan en un artículo publicado en Science por Hunter Waite y sus colegas del Southwest Research Institute, en San Antonio. Las reacciones hidrotermales entre las rocas calientes y el agua en el océano bajo la superficie helada de la luna, en su opinión, son la única fuente plausible de este hidrógeno.

Vida en la luna de Saturno

Encélado es un satélite de Saturno que apenas mide 500 kilómetros de diámetro. Está cubierto por una corteza helada, de unos 30 o 40 kilómetros de grosor.

Los investigadores sugieren que el material de vapor y partículas a través del que Cassini voló contenía hasta un 1,4 por ciento en volumen de hidrógeno molecular y hasta un 0,8 por ciento de volumen de dióxido de carbono, ingredientes críticos para un proceso conocido como metanogénesis (generación de metano), una reacción que sostiene a los microbios en la profundidad de la tierra.

Es decir, que podría haber una alta probabilidad de existencia de vida en Encélado, aunque todavía es aventurado afirmarlo: aún no se ha detectado la presencia de azufre y fósforo, dos elementos fundamentales para los organismos.

La respuesta rápida a que si caben dos tazas de azúcar de idéntico volumen en otra taza también del mismo volumen pero lleno de agua es sí, pero ¿cómo es posible?

Originalmente, hemos llenado una taza de azúcar, lo lógico sería suponer que no podemos llenar una taza de agua con dos de azúcar.

Diferentes medios

La idea de disolver 5 kg de azúcar en una bolsa en un recipiente con capacidad para 2,5 kg es muy contraintuitiva.

Pero disolver azúcar en una taza de agua no es lo mismo que hacerlo en una taza vacía, por una razón muy simple: las moléculas del azúcar pueden estrujarse e introducirse en los intersticios que hay entre las moléculas del agua.

Es decir, que el azúcar en agua ocupa menos espacio que el azúcar sin agua. La razón la explica así Robert L. Wolke, en La ciencia de lo cotidiano:

Las moléculas del azúcar son mucho más pesadas y aparatosas que las del agua, de modo que en una taza o medio kilogramo no contendrá un número tan elevado de ellas. Asimismo, el azúcar presenta una forma granulada y no líquida, y sus granos no se asentarán en la taza adoptando una configuración tan abigarrada y prieta.

En otras palabras, en una taza de azúcar en realidad hay más aire que azúcar, o más espacio vacío que azúcar. En realidad, en una taza de azúcar solamente hay una vigésima quinta parte del número de moléculas presentes en una taza de agua.

Eso significa que en una solución compuesta por dos tazas de azúcar y una de agua, solo hay una molécula de azúcar por cada doce moléculas de agua.

A pesar de que conocemos bien los cambios hormonales y adaptaciones biológicas que sufre una mujer cuando se queda embarazada, los cambios que tienen lugar en su cerebro están poco analizados. Para llenar esta laguna, un estudio liderado por la Universidad Autónoma de Barcelona y el Instituto de Investigación del Hospital del Mar (España), sugiere que el embarazado, entre otras cosas, reduce la masa gris.

Eso no significa, no obstante, que reduzca también la inteligencia o alguna habilidad cognitiva, si acaso mejoran las habilidades para cuidar al bebé. Las conclusiones se han publicado en la revista Nature Neuroscience.

Menos masa gris

El estudio, con todo, tiene un tamaño muestral muy modesto: 25 mujeres antes y después de dar a luz su primogénito y un grupo de control de 20 mujeres que no estaban ni habían estado embarazadas, así como 17 parejas hombres de ellas. A todos se les comparó las imágenes por resonancia magnética del cerebro, durante un seguimiento que se alargó cinco años.

El análisis de sus cerebros demostró que el primer embarazo reduce el volumen de la materia gris del cerebro en zonas implicadas en las relaciones sociales: en la línea media cortical anterior y posterior, así como en regiones específicas de la corteza prefrontal y temporal de las embarazadas. Y que estos cambios se mantienen al menos dos años después del parto. El estudio fue, por tanto, capaz de saber si una mujer de la muestra había estado o no embarazada en función de los cambios en el volumen de estas áreas del cerebro.

Estos cambios podrían favorecer un procesamiento mental más maduro y eficiente para cuidar mejor al bebé, según explica la coatura del estudio Erika Barba-Müller:

Los resultados apuntan a que esta plasticidad cerebral inherente al embarazo tiene un fin evolutivo destinado a que la madre infiera eficientemente las necesidades de su bebé.

Imagen | be creator

Los beneficios del ejercicio físico son diversos, y la falta de él, que deriva en una vida sedentaria, además, parece que encoje nuestro cerebro. Son malos tiempos para la molicie.

Es lo que dice haber descubierto un estudio realizado por la Escuela Universitaria de Medicina de Boston en Massachusetts que ha sido dirigido por Nicole Spartano y ha sido publicado por Neurology: las personas con vida sendentaria tienen un volumen cerebral inferior tras 20 años de sendentarismo.

Para llevar a cabo esta correlación en tanto tiempo se ha usado el gigantesco Framingham Heart Study, con un total de 1.583 participantes, con una edad media de 40 años y sin demencia o enfermedades del corazón. En la investigación se llevó a cabo una prueba de rendimiento físico y resonancias magnéticas para medir el cerebro, concluyéndose que, a menor aptitud física, menor tamaño del cerebro.

De hecho, se estimó que, por cada disminución de 8 unidades en el rendimiento de la prueba física, el volumen cerebral disminuía de tamaño a un equivalente de 2 años de envejecimiento adicional.

Según Spartano:

Hemos encontrado una correlación directa en nuestro estudio entre la falta de ejercicio y el volumen del cerebro décadas posteriores, lo que indica el envejecimiento acelerado del cerebro.

Imagen | Rev314159

Un tal Alastair Galpin ostenta el record Guinness por haber emitido los aplausos más potentes del mundo, generando un estruendo con sus palmas de 113 decibelios, es decir, más sonoro que una vuvuzela oída a dos metros de distancia (es un record raro, pero es que Galpin ha roto más de 80 en su vida).

El común de los mortales no aplaude tan fuerte, pero sí parece hacerlo de manera contagiosa, sincronizada, cuando otros aplauden, y sin necesidad de que un regidor nos los indique en un programa de televisión. Esto es lo que descubrieron al respecto investigadores de la universidad sueca de Uppsala, cuyas conclusiones fueron publicadas hace algún tiempo en Journal of the Royal Society Interface.

Tras analizar a decenas de jóvenes aplaudiendo, determinaron que la probabilidad de que se arranque un aplauso depende fundamentalmente del volumen medio de los aplausos de los demás, es decir, que el aplauso se contagia por el oído, no por la vista. De hecho, el volumen de los aplausos no está necesariamente vinculado a la calidad del espectáculo que se aplaude, sino a la intensidad del aplauso inaugural (el de la primera persona que aplaude).

Del mismo modo, cuando el número suficiente de personas situadas estratégicamente en una platea disminuye el volumen de sus aplausos, ello provoca que la audiencia también deje de aplaudir. Según Richard Mann, líder del estudio:

El equivalente en redes sociales como Facebook o Twitter sería estudiar si usted es más propenso a seguir una tendencia si ve que muchas personas del mundo en general la mencionan o sólo si sus amigos más cercanos lo hacen.

Vía | BBC

Imagen | blondinrikard

Acostumbramos a fijarnos en si hemos engordado o adelgazado, compramos básculas para el baño a fin de controlar la línea, nos decimos, tras un tiempo sin vernos, qué guapo te veo o qué grande te has hecho. Pero raramente solemos decir sí que te has vuelto culto o ahora eres menos amable que antes.

Si las ideas pesaran en nuestra cabeza, quizá las personas se fijarían más en el peso de su cabeza antes que en el peso de su cuerpo o el tamaño de su trasero. Pero ¿cómo podríamos entonces pesarnos la cabeza en este mundo hipotético?

Para dar respuesta a esta “trascendental pregunta” he consultado un par de libros relativamente recientes que espero que os arroje algunas soluciones útiles.

Sí, vale, la forma rápida sería a la francesa: guillotina, y zas, ya podemos pesar la testa aislada del cuerpo. Pero ese método tiene evidentes contraindicaciones. ¿Cómo conseguir una medición, entonces, conservando la vida?

Mick O´Hare, de la revista New Scientist, recogió algunas soluciones interesantes al respecto enviadas por sus lectores. Las vértebras cervicales son las responsables de sostener el peso de la cabeza, así que hay que colgarse cabeza abajo por los pies: entonces las vértebras del cuello se separarían ligeramente debido a que el peso de la cabeza tirará de ellas.

Para pesarse la cabeza no tiene más que bajar despacio hasta el tablero de una báscula en esa posición en la que está, colgado cabeza abajo. Debe mantenerse atento a la distancia entre la vértebra más alta del cuello y el cráneo, utilizando para ello, por ejemplo, un escáner ultrasónico, y en el instante en que la vértebra empiece a moverse hacia el cráneo debe parar y leer lo que marca la báscula. Como el cuello no está ejerciendo ninguna fuerza sobre la cabeza y ésta se halla aislada de él puede obtenerse una medida exacta de su peso.

Vale, no todos somos Tom Cruise en Misión imposible, así que este método resulta, cuando menos, un poco impracticable. ¿Algo más casero?

Según el doctor Graham Tattersall basta con un cubo de agua. Introducimos la cabeza en el cubo y calculamos cuánta agua hemos desplazado. Es cierto que no podemos determinar la densidad de todo lo que hay dentro de la cabeza, pero podemos acercarnos añadiendo algunos cálculos. Vamos a ello.

Conocemos la densidad aproximada del cerebro porque está formado mayoritariamente de agua, y conocemos la densidad del agua a 0 ºC. Así que nos rapamos la cabeza al cero y la introducimos en un cubo lleno de agua hasta casi rebosar. El agua debe de estar lo más cerca posible de los 0 ºC, para afinar más los cálculos. Entonces, cogemos aire, y metemos la cabeza verticalmente por la coronilla hasta llegar a la base del mentón.

Parte del agua del cubo se derramará en el proceso. Sacamos la cabeza del cubo. Ahora sabemos que el agua que ha salido del cubo equivale aproximadamente al volumen de nuestra cabeza. Para conocer de qué volumen se trata, debemos llenar de nuevo el cubo hasta el borde otra vez, pero usando una jarra de medir líquidos. Así sabremos exactamente cuánta cantidad de agua hemos desplazado fuera del cubo.

Un litro de agua pesa 1 kg, de modo que el peso de su cabeza expresado en kilogramos será igual que al número de litros de agua. En mi caso (como en el de la mayoría de adultos) sería 5 kg.

Pero, como hemos dicho, en nuestra cabeza hay más componentes con diferentes densidades. Por ejemplo, hay una proporción bastante elevada de hueso. Por lo tanto, nuestra cabeza tiene que pesar más que el agua. Al menos un 10 % o 20 % más. Basta con incrementar ese tanto por ciento al resultado. En este caso hipotético, serían, por ejemplo, 6 kg.

Sin embargo, tal y como señala Mick O´Hare, para tener una medición más exacta vale la pena repetir el proceso unas cuantas veces y hacer el promedio.

¿Se os ocurre alguna forma más ingeniosa o precisa?

Vía | Cómo los números pueden cambiar tu vida de Graham Tattersall y ¿Hay algo que coma avispas? De Mick O´Hare

Como dijimos el anterior capítulo, las colisiones de las partículas de un gas contra cualquier superficie sólida inmersa en él provocan la aparición de una fuerza, proporcional al área de la superficie. Es lo que llamamos presión del gas.

En general, hay dos formas de variar la presión que ejerce un gas: o bien cambiar el número de partículas del mismo (es decir, su densidad), o bien hacer que colisionen contra las paredes a una velocidad diferente (lo que significa cambiar la temperatura del gas). Podemos encontrar ejemplos de ambos métodos en la vida cotidiana.

Por ejemplo, al inflar un globo de fiesta, lo que hacemos es introducir más partículas de gas en su interior. Por lo tanto, habrán más partículas que colisionarán contra la pared por su parte interna que externa, la goma sentirá una fuerza neta hacia afuera: aumenta la presión interior. Como la goma no es rígida, dicha fuerza neta hará que ceda, incrementando el volumen del globo.

Sin embargo, cuando el globo es más grande, las partículas del gas que hay en su interior deben recorrer una distancia mayor para llegar a colisionar contra sus paredes, tardarán más en llegar. En consecuencia, habrá menos partículas que choquen contra ella por unidad de tiempo. Es decir, la presión disminuirá al crecer el globo. Justo en el momento en que la presión interior se iguala con la exterior, el globo deja de expandirse.

Otro ejemplo de controlar la presión haciendo variar el número de partículas de un gas son las ventosas. Cuando queremos que queden enganchadas a un cristal, lo que hacemos es apretar por el centro, de forma que el aire que hay entre la ventosa y el cristal se ve obligado a salir por los costados. Ahora, como el número de partículas que quedan dentro de la ventosa es muy pequeño, la presión interior será mucho menor.

Por el otro lado, el número de partículas que colisionan contra la ventosa desde el exterior permanecerá inalterable. Esas colisiones mantendrán la ventosa pegada al cristal con gran fuerza (proporcional a la diferencia de presiones y a la superficie de la misma).

Después, la fricción entre el cristal y la ventosa evitarán que ésta se desplace hacia abajo, haciendo que permanezca en el sitio. Por eso las ventosas se suelen hacer de goma, un material que además de tener un gran coeficiente de fricción, se puede deformar fácilmente para permitir la salida del aire al presionar con la mano.

También es fácil encontrar situaciones en que la presión de un gas varía debido a cambios en su temperatura. Los veremos en el próximo (y último) capítulo de la serie.

En Genciencia | ¿Qué es un gas? 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9

Foto | ruurmo