Google: Nos podremos conectar a la nube directamente a través del cerebro

Publicado: 22 mar 2014 | 12:21 GMT Última actualización: 22 mar 2014 | 12:21 GMT

El inventor Ray Kurzweil cree que una fusión de pensamiento biológico con la inteligencia artificial nos permitirá dar un salto en la capacidad humana, equivalente a los grandes avances de millones de años de evolución.

El director de ingeniería de Google, Rau Kurzweil, anunció en su intervención en TED, una conferencia científica anual, que dentro de unos 20 años la "inteligencia crecerá exponencialmente" por medio de la interacción de los cerebros humanos con los ordenadores.

Kurzweil cree que la década del 2030 los nanorobots serán capaces de entrar en nuestros cuerpos a través de los capilares. Según el inventor será posible que las personas conecten el neocórtex del cerebro humano (corteza más reciente) a un neocórtex sintético en la nube.

Esta tecnología, denominada 'rayos de experiencia', permite realizar "una inmersión completa en la realidad virtual desde nuestro sistema nervioso, los nanobots, inhibiendo las señales procedentes de nuestros sentidos reales, reemplazándolas con las señales que nuestro cerebro recibiría si estuviéramos en el ambiente virtual, lo que daría la sensación de estar en ese ambiente virtual", expone el inventor.

El futurista Kurzweil, antes de unirse a Google, era conocido por ser un premiado científico, escritor e inventor. El alto directivo del titán tecnológico, de 65 años, ha estado trabajando en el tema de engañar a la muerte durante años, tal y como se detalla en su libro 'The Singularity is Near' ('La singularidad está cerca'), que se ha convertido en un 'bestseller'.


http://actualidad.rt.com/ciencias/view/123095-google-cerebro-conectar-nube

THE BRAIN INITIATIVE

Brain Research through Advancing Innovative NeurotechnologiesSM (BRAIN)

New Blog Post: President Obama’s Proposal to Double Federal Funding for the BRAIN Initiative, March 11, 2014 (New)

WHAT IS THE BRAIN INITIATIVE?

The Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative is part of a new Presidential focus aimed at revolutionizing our understanding of the human brain. By accelerating the development and application of innovative technologies, researchers will be able to produce a revolutionary new dynamic picture of the brain that, for the first time, shows how individual cells and complex neural circuits interact in both time and space. Long desired by researchers seeking new ways to treat, cure, and even prevent brain disorders, this picture will fill major gaps in our current knowledge and provide unprecedented opportunities for exploring exactly how the brain enables the human body to record, process, utilize, store, and retrieve vast quantities of information, all at the speed of thought.

[...]


http://www.nih.gov/science/brain/

Resucitado un musgo de 1.530 años de edad

La planta se había conservado en hielo antártico

Hasta ahora solo bacterias habían demostrado esa capacidad para revivir

EL PAÍS | Madrid | 17 MAR 2014 - 16:37 CET

Un equipo del British Antarctic Survey y la Universidad de Reading ha conseguido resucitar una muestra de musgo recuperado del hielo antártico. La planta, a la que se le asignó mediante técnicas de carbono 14 una edad de 1.530 ha vuelto a crecer. Lo han publicado en Current Biology.

Los musgos tienen una gran importancia en los ecosistemas polares, donde son predominantes en grandes superficies y contribuyen a fijar dióxido de carbono.

Se trata de plantas acostumbradas a condiciones extremas pero casi siempre necesitadas de mucha humedad. Hasta la fecha se había conseguido revivirlas después de 20 años de hibernación forzada, pero es la primera vez que se consigue tras siglos enterradas en hielo, dicen los investigadores. Esto solo se había logrado con bacterias, mucho más sencillas.

En el trabajo, los investigadores tomaron muestras de hielo enterrado y crearon finas láminas del musgo congelado. Luego, lo metieron en estufas con condiciones adecuadas. Al mes, las plantas empezaron a reproducirse.

"Este experimento demuestra que los organismos multicelulares, plantas en este caso, pueden sobrevivir durante más tiempo de lo que se pensaba. Estos musgos, un elemento clave del ecosistema, podían sobrevivir desde siglos a milenios al avance del hielo, como sucedió en la pequeña edad de hielo europea (de los siglos XV al XVIII)”, ha dicho Peter Convey, uno de los coautores del trabajo. “Si pueden sobrevivir en esas condiciones, la recolonización después de una época fría, cuando el hielo se retira, sería mucho más fácil. También sirve para mantener la biodiversidad en zonas que habrían sido barridas por el avance del hielo”, ha añadido.

Además, cree que, “aunque sería un enorme salto frente a este hallazgo, aumenta la posibilidad de que formas de vida compleja sobrevivan más tiempo una vez quedan atrapadas por el permafrost o el hielo”.


http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/03/17/actualidad/1395070565_193311.html

Transcendence movie

El microscopio de precisión subatómica, premio Fronteras del Conocimiento

Maximilian Hailer, Harald Rose y Knut Urban reciben el galardón de la Fundación BBVA por el desarrollo de un instrumento que abre nuevas vías al desarrollo de las nanociencias

EL PAÍS | Madrid | 21 ENE 2014 - 14:06 CET

Los físicos alemanes Maximilian Hailer, Harald Rose y Knut Urban reciben este año el Premio Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas por “aumentar de forma exponencial el poder de resolución del microscopio electrónico al desarrollar una óptica electrónica que ha supuesto un avance que ofrece precisión subatómica”, señala la Fundación BBVA que otorga el galardón, dotado con 400.000 euros que se reparten entre los tres científicos distinguidos. Los tres premiados formaron un equipo, lograron financiación y, en una década, resolvieron el problema de la precisión subatómica que otros daban por imposible, y diseñaron un prototipo. Fue en la década de los noventa y poco después ya estaban funcionando los primeros equipos comerciales en los laboratorios. Ahora hay en operación varios centenares de microscopios de este tipo en todo el mundo (dos de ellos en España, en el Instituto de Nanociencia de Aragón y en la Universidad Complutense, de uso abierto a la comunidad científica), con un precio que puede alcanzar los tres millones de euros.

La técnica desarrollada por Hailer, Rose y Urban “es la única que permite explorar la materia en la escala del picómetro, el equivalente a una centésima del diámetro de un átomo de hidrógeno –la billonésima parte de un metro; se puede ver cómo se mueve cada átomo y cómo interacciona con los demás con una nitidez nunca alcanzada antes”, señala la Fundación BBVA. Este microscopio permite cumplir una antigua aspiración de los físicos: a partir de la imagen de los átomos, relacionar qué comportamiento se corresponde con una determinada propiedad, como su conductividad o la dureza. Esto facilita enormemente el diseño de materiales con propiedades a medida y se multiplican las posibles aplicaciones tanto en electrónica como en biomecidina o nuevos materiales.

Esta técnica denominada de microscopía electrónica de transmisión con corrección de aberración, permite “estudiar las consecuencias de los sutiles cambios atómicos de las propiedades de los materiales y la dinámica de las interacciones en posiciones atómicas específicas”, indica el acta del jurado. Y añade: “hace poco más de dos décadas la resolución de los microscopios electrónicos utilizados para explorar materiales (…) parecía haber alcanzado un límite infranqueable y, tras perder la esperanza, la atención de la comunidad se centró en otros aspectos. Pero el enfoque de Haider (catedrático del instituto Tecnológico de Karlsruhe), Rose (profesor de la Universidad de Ulm) y Knut (director del Instituto de Investigación en Estado Sólido) “dio lugar a la comprensión, el desarrollo y la puesta en marcha de técnicas de corrección de la aberración en la óptica electrónica”, recalca el jurado. Los tres físicos, cuando parecía que se había renunciado a tratar de aumentar la resolución de la microscopía electrónica y no había financiación pública para esta línea de investigación, con el convencimiento de que no había ninguna ley física que lo impidiera, lograron financiación privada (de la Fundación Volkswagen) para su proyecto y lo culminaron con éxito.

Rose hizo el trabajo teórico que solucionada el problema de la distorsión de la imagen, Haider construyó el prototipo y Urban lo convirtió en una plataforma de trabajo para ciencia de materiales.

Haider destaca que las ventajas de la técnica desarrollada por ellos frente a la de microscopía de efecto túnel, que también llega a escala atómica, aunque con menos resolución, es que mientras esta última “permite ver los átomos, solo lo consigue en la superficie de las muestras, mientras que nosotros vemos a través del material, podemos ver las posiciones de los átomos y podemos medirlas con una precisión de unos 50 picómetros; esto te permite ver cómo los materiales interaccionan entre sí a escala atómica y deducir las propiedades macroscópicas a partir de sus características microscópicas”. En biología, estos nuevos equipos avanzados son menos agresivos con las muestras que los microscopios electrónicos convencionales.

El jurado de este galardón está formado exclusivamente por científicos de alto nivel internacional (siete en total, dos de ellos españoles, Avelino corma e Ignacio cirac), presidido por Theodor W. Hänsch. En estos premios la Fundación BBVA cuenta con la colaboración del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que designa comisiones técnicas de evaluación en cada categoría para realizar una primera valoración de las candidaturas y, posteriormente, elevan al jurado una propuesta razonada de finalistas. El CSIC también designa a los presidentes de los jurados.


http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/01/21/actualidad/1390309382_434940.html

BigBrain Atlas Unveiled

by Emily Underwood on 20 June 2013, 2:30 PM | 9 Comments

We'll never know her name or what she did for a living. All we know is her age at death—65—and that she had no known neurological diseases. Now, after 10 years of painstaking study of this woman's brain, scientists present her parting gift to science: BigBrain, the first 3D digital atlas that reveals the organ in microscopic detail.

For more than a century, neuroscientists have largely relied on 2D anatomical drawings of the brain based on work completed in the early 1900s, says lead author Katrin Amunts, a neuroanatomist at the Research Centre Jülich in Germany. Although some digitized, 3D reference models are available, they don't have the resolution needed to show brain tissue at the neuronal level, and they often have gaps, adds Joseph Masdeu, a neuroimaging expert at the National Institutes of Health in Bethesda, Maryland, who wasn't involved in the research. He compares previous atlases to an understocked library because too often "the book you need is not there."

Dissecting and then digitally reconstructing a human brain is a long and arduous process. In recent decades, neuroscientists' interest has shifted from classical anatomy to physiological studies, Amunts says, so few labs still have the expertise or tools to make, scan, and digitize the hair-thin slices of brain tissue required to capture details at the cellular level. Thicker slices mean fewer details and bigger gaps of data between tissue slabs, Amunts says.

So in 2003, Amunts and colleagues began the BigBrain atlas. The researchers selected the brain of the 65-year-old female donor as the basis for the atlas because it had no obvious signs of degenerative disease or other damage. After preserving the brain in formalin, a chemical fixative, and embedding it in wax for several months, they began to cut it using a knife called a microtome, which carves linked sections onto a conveyer belt like a deli slicer cutting turkey breast. They had to be very careful that slices didn't fall off of the belt during this stage, Amunts says. "Someone opens a door, and whoosh!"

Next, the researchers mounted each slice on a microscope slide, stained it to make the cell bodies of neurons visible, and scanned it. Overall, it took about 1000 hours of nearly continuous labor to prepare and scan each brain slice and the researchers obtained more than 7400 slices in all, they report online today in Science. Even taking lunch breaks could disrupt the delicate task, Amunts says.

Although the researchers took the utmost care in handling the fragile slices, inevitable warps and tears occur when brain tissue is stained and cut, says co-author Alan Evans, a neuroimaging expert at McGill University in Montreal, Canada. "Think of over 7000 sections of Saran Wrap that have been ripped and distorted," he says. Evans's job was to reconstruct the brain into a coherent whole, correcting errors by manually shifting misaligned scans back into place and using corrective software. Processing the quantity of data involved in BigBrain required a high-performance computing grid distributed across Canada.

At 50 times the spatial resolution of previous models, BigBrain shows individual neurons and the connections between them, an unprecedented level of detail for a whole-brain model. "What this brain does is give us nearly all the neurons in a single space" Masdeu says. "It's a wonderful resource." The finished product, which is part of the European Human Brain Project, a €1 billion effort to make a computer model of human brain function over the next 10 years, will soon be available for free through a web portal called CBRAIN. With mere clicks of the mouse, Masdeu says, researchers will be able to combine data from living brains, such as brain activity scans, with detailed anatomical information at the cellular level.

The BigBrain approach isn't perfect. In addition to the errors introduced by slicing, BigBrain doesn't capture the considerable variability between individual brains, notes neuroscientist John Mazziotta of the University of California, Los Angeles, who wasn't involved in the research. One solution to that problem might be to combine BigBrain with data gleaned from vast numbers of lower-resolution brain scans that show where different brain structures are likely to be, he says.

A new method that makes brain tissue transparent, called CLARITY, holds promise for future brain-imaging studies because researchers would not need to cut the brain, but at present it can be applied to only small amounts of tissue, equivalent to a mouse brain, Mazziotta says.

Next, Amunts wants to create BigBrain atlases of a male brain and a younger person's brain to capture potential sex and developmental differences. Now that the first map is complete, Mazziotta predicts that the process will get easier and faster over time, allowing researchers to look at the brains of large groups of people with disorders such as autism on a molecular level. "Eventually we'll have populations of brains done this way," he says.

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/06/bigbrain-atlas-unveiled.html

El atlas más fino del cerebro

Un equipo internacional reconstruye la mente de una mujer en 3D en una resolución casi celular

El ‘BigBrain’ abre una vía para entender las bases neurobiológicas de la cognición, el lenguaje y las emociones, investigar enfermedades y desarrollar fármacos

JAVIER SAMPEDRO | 20 JUN 2013 - 17:36 CET

Procesamiento de las capas del cerebro. / AMUNTS, ZILLES, EVAN ET AL (SCIENCE)

El sueño de un neurocientífico es llegar a conocer el cerebro humano con la misma precisión que el sistema nervioso del gusano Caenorhabditis elegans, cuyas 100 neuronas exactas con todas sus conexiones sinápticas son desde hace años un libro abierto para la ciencia. Y hoy se acercan más que nunca a ese ideal con BigBrain, una reconstrucción digital del cerebro humano completo en 3D y ultra-alta resolución que deja muy atrás a cualquier iniciativa anterior de este estilo. BigBrain es la herramienta esencial que necesitan los laboratorios neurológicos de todo el mundo para elucidar la forma y la función de nuestro cerebro. Y estará disponible públicamente a coste cero.

Hasta ahora existen otros atlas del cerebro, pero solo llegan al nivel macroscópico, o visible. Su resolución solo llega al nivel de un milímetro cúbico, y en ese volumen de cerebro caben fácilmente unas 1.000 neuronas. El nuevo BigBrain baja el foco hasta un nivel “casi celular”, según los científicos que lo han creado. Eso quiere decir que llega a discriminar cada pequeño circuito de neuronas que está detrás de nuestra actividad mental, y que puede abarcar toda la información disponible sobre el cerebro, desde los genes y los receptores de neurotransmisores hasta la cognición y el comportamiento.

El cerebro de referencia se basa en el de una mujer fallecida a los 65 años, que ha sido fileteado en 7.400 secciones histológicas de solo 20 micras (el espesor de un cabello, y cerca de la dimensión de una célula). El BigBrain, según sus creadores, abre el camino para entender las bases neurobiológicas de la cognición, el lenguaje y las emociones, y también para investigar las enfermedades neurológicas y desarrollar fármacos contra ellas. El modelo se presenta en Science y estará disponible para usuarios registrados en http://bigbrain.cbrain.mcgill.ca.

El trabajo ha sido coordinado por Katrin Amunts, del Instituto de Neurociencia y Medicina de Jülich, en Alemania; y Alan Evans del Instituto Neurológico de la Universidad McGill en Montreal, Canadá. Ambos explicaron su investigación en una teleconferencia para la prensa junto al editor de Science, Peter Stern.

Tal vez la línea celular humana más utilizada por los laboratorios de todo el mundo durante el último medio siglo sea la línea HeLa; el cultivo proviene de un tumor de útero que le fue extirpado en 1951 a una paciente llamada Henrietta Lacks (de ahí el nombre de la línea) que, pese a haber muerto unos meses después de la operación, consiguió así una singular forma de inmortalidad.

No es extraño que los periodistas mostraran ayer un especial interés en la mujer de 65 años que ha visto inmortalizado su cerebro como un modelo digital que pervivirá durante siglos o milenios. Quién sabe si la neurociencia del futuro será capaz de reconstruir a partir de BigBrain los pensamientos y deseos más ocultos de esa mujer, los recovecos de sus emociones y las ambigüedades de su moralidad. Eso es desnudarse para la posteridad, ríanse ustedes de una autobiografía.

La insistencia de los medios, sin embargo, se topó con el compromiso insobornable de los científicos de preservar la intimidad de la mujer fallecida. Ni Amunts, ni Evans ni su colega Karl Zilles, ni por supuesto el editor de Science que había organizado la comparecencia, quisieron dar noticia sobre la vida que, de algún modo, han registrado para la posteridad. Amunts se limitó a decir que “carecía de un historial neurológico o psiquiátrico”, y que en ese sentido “es lo que llamaríamos un cerebro normal”. Este hecho, al menos, nos aparta del mito de Frankenstein por una vez.

“Los autores han ampliado los límites de la tecnología actual”, dijo Stern, que ve la investigación, en cierto modo, como la consecuencia natural del trabajo de los neuroanatomistas clásicos, con Cajal a la cabeza, que sentaron hace un siglo las bases de la descripción estructural del cerebro humano. La mayor parte de la gente, incluidos los estudiantes de medicina, tiende a ver la anatomía como un tostón fastidioso si bien ineludible para aprobar el curso.

Pero si la biología nos ha enseñado una lección es que la forma explica la función, que entender el funcionamiento de un sistema biológico empieza siempre por ver su estructura. Recuerden la genética: la mera, simple y desnuda forma de la doble hélice del ADN, donde las letras de una hilera se complementan con las de la otra, explica por sí sola que los seres vivos puedan sacar copias de sí mismos. También la forma de las proteínas, con sus hélices y sus hojas y sus caprichosos plegamientos, suele explicar lo que hace cada una de ellas, desde quemar el azúcar que comemos hasta activar las neuronas que nos hacen pensar.

Stern, como muchos otros científicos, está convencido de que esa ley no formulada de la biología tiene jurisdicción también sobre el cerebro, sobre los mecanismos de nuestra vida mental. Somos formas. “Este trabajo puede verse como una culminación de la anatomía”, dijo el editor de Science. “Sin un profundo conocimiento de la estructura del cerebro nunca entenderemos el resto de la neurobiología”.

Evans también proclamó: “La gran ciencia ha llegado al cerebro”. El eslogan es una referencia velada a los proyectos genoma y los aceleradores de partículas, que ya implican cifras de seis dígitos, programación a medio plazo y unos equipos científicos cuyas firmas rara vez caben en la página de la revista científica donde se publican. Pese a que hay cientos de laboratorios en el mundo investigando en neurobiología, el cerebro no contaba hasta ahora con una gran planificación de este tipo, como las que se usan para secuenciar el genoma humano o encontrar el bosón de Higgs. La gran ciencia ha llegado al cerebro.

Pese a la indudable profundidad de las cuestiones implicadas, los grandes logros del trabajo han sido de tipo técnico. “El proyecto ha sido un tour de force para ensamblar las imágenes de más de 7.400 secciones histológicas individuales”, explica Evans, “cada una con sus propias distorsiones, rasgaduras y desgarrones, en un todo coherente, un volumen en tres dimensiones. BigBrain permite por primera vez una exploración en 3D de la anatomía citoarquitectónica humana”. El prefijo cito significa célula, y en boca de Evans quiere enfatizar la gran resolución de su modelo, cercana al nivel celular: muy cerca del sueño del gusano Caenorhabditis elegans.

Los científicos tomaron el cerebro de la mujer muerta a los 65 años y lo encastraron en cera de parafina, un paso previo usual antes de una disección fina. Y esta fue finísima: las lonchas solo tenían 20 micras (milésimas de milímetro) de espesor. Ni siquiera un científico alemán tiene el pulso tan firme como para hacer eso, y los investigadores usaron una máquina especial para ese propósito, un microtomo gigantesco.

Las finísimas lonchas del cerebro de la mujer se montaron en portaobjetos y se trataron con sustancias que tiñen las estructuras celulares más importantes, muy a la Cajal o a la Golgi, si se mira bien. Lo que jamás podrían haber soñado esos grandes neurólogos del pasado es el prodigioso poder de computación, y la sofisticación de las matemáticas asociadas, al que tiene acceso la ciencia actual. Con todo, recolectar los datos llevó cerca de 1.000 horas, y los robots todavía no lo pueden hacer todo.

BigBrain, el gran mapa en 3D y resolución “casi celular” que ya forma parte del dominio público, es un gran paso hacia el entendimiento profundo del cerebro y la mente. Su objetivo no es otro que comprender los fundamentos neurobiológicos del aprendizaje y la adquisición de conocimiento, del lenguaje y las emociones, de la torpeza y de la creatividad humana. Es público y gratis, y de momento no sirve para espiar a nadie.


http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/06/20/actualidad/1371742600_459472.html

IR CORTANDO SISTEMA NERVIOSO DEL CADÁVER EN CAPAS FINAS

Aunque diferencias en el movimiento de un único electrón podrían en algunos casos cambiar apreciablemente y a corto plazo un pensamiento por otro, no necesitamos saber donde están los electrones ni como van a moverse para tener una copia artificial del sistema nervioso indistinguible del sistema nervioso original.

La idea para extraer la información es ir seccionando el sistema nervioso original en capas muy finas, y mediante métodos ópticos estimar el valor de las propiedades que permitan caracterizar suficientemente el comportamiento eléctrico de la membrana y de las sinapsis.

Yo creo que estas propiedades se pueden estimar estudiando como se refleja y transmite radiación electromagnética de diferentes frecuencias, con diferentes ángulos, usando métodos matemáticos relacionados con los de tomografía. Para recuperar la información perdida en los cortes, se puede estudiar el sistema nervioso completo al principio, y el sistema nervioso restante y cada capa por separado cada vez que hacemos un corte para obtener una capa. Con toda la información se puede obtener una imagen completa del sistema nerviosos usando la reconstrucción de la última capa para calcular la capa anterior, y así sucesivamente hasta poder calcular la primera capa.

Se trata principalmente de averiguar concentraciones de tipos de átomos en función de la posición. No se trata de detectar átomos individuales, ni moléculas individuales, ni neurotransmisores ni proteínas individuales. La corriente de cargas en promedio de los potenciales de acción no se ve afectada por la orientación de las moléculas.

Usando las localizaciones de la membrana y otras estructuras, las concentraciones de tipos de átomos en cada punto se pueden atribuir a concentraciones de neurotransmisores y otras proteínas que afectan a la transmisión de los potenciales de acción. A partir de esta información se puede calcular la concentración de iones en cada punto a lo largo del tiempo, y así calcular como se propagan los potenciales de acción, que a su vez modifican las concentraciones de los diferentes tipos de átomos -- memoria.

Creo que hay mucha información que se puede "inventar", lo cual seguramente provocaría que la copia del sistema nervioso una vez puesta en ejecución se sienta algo diferente. Por ejemplo como si se hubiera tomado un par de cafés o un par de cervezas, o con un leve malestar o euforia. Eso no importa en principio.

Tampoco creo que importe que se destruya el tejido al hacer las mediciones.

Aunque el tejido esté alterado por el efecto de la muerte, congelación o el método de conservación utilizado, no importa si se puede reconstruir por software una realización del tejido original.