Iluminados
Pasar demasiado tiempo en habitaciones y oficinas con poca luz puede cambiar la estructura del cerebro y dañar la capacidad de recordar y aprender, indica una investigación pionera de los neurocientíficos de la Universidad Estatal de Michigan.
Los investigadores estudiaron los cerebros de las ratas de hierba del Nilo (que, como los humanos, son diurnas y duermen por la noche) después de exponerlas a la luz tenue y brillante durante cuatro semanas. Los roedores expuestos a la luz tenue perdieron alrededor del 30 por ciento de la capacidad en el hipocampo, una región crítica del cerebro para el aprendizaje y la memoria, y tuvieron un desempeño pobre en una tarea espacial en la que habían entrenado previamente.
Las ratas expuestas a la luz brillante, por otro lado, mostraron una mejora significativa en la tarea espacial. Además, cuando los roedores que habían estado expuestos a la luz tenue fueron expuestos a la luz brillante durante cuatro semanas (después de un descanso de un mes), su capacidad cerebral y el rendimiento en la tarea se recuperaron por completo.
El estudio, financiado por los Institutos Nacionales de Salud, es el primero en mostrar que los cambios en la luz ambiental, en un rango normalmente experimentado por los humanos, conducen a cambios estructurales en el cerebro. Los estadounidenses, en promedio, pasan alrededor del 90 por ciento de su tiempo en el interior, de acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental.
Las ratas del Nilo expuestas a luces tenues (DLD) durante cuatro semanas experimentaron, en promedio, una disminución del 30 por ciento en el número de conexiones "espinales dendríticas" en sus cerebros, que son las diminutas protrusiones cerca de la línea verde sólida, una dendrita. Estas ratas tuvieron un desempeño pobre en una tarea similar a un laberinto. Las ratas expuestas a la luz brillante (BLD), por otro lado, tenían muchas más conexiones dendríticas y mostraron un rendimiento superior en la tarea.
"Cuando exponemos a las ratas a la luz tenue, imitando los días nublados de los inviernos del medio oeste o la iluminación interior típica, los animales mostraron deficiencias en el aprendizaje espacial", dijo Antonio "Tony" Núñez, profesor de psicología y co-investigador en el estudio. "Esto es similar a cuando las personas no pueden encontrar el camino de regreso a sus automóviles en un estacionamiento concurrido después de pasar unas horas en un centro comercial o una sala de cine".
Núñez colaboró con Lily Yan, profesora asociada de psicología e investigadora principal del proyecto, y Joel Soler, estudiante de doctorado en psicología. Soler también es autor principal de un artículo sobre los hallazgos publicados en la revista Hippocampus.
Soler dijo que la exposición prolongada a la luz tenue condujo a reducciones significativas en una sustancia llamada factor neurotrófico derivado del cerebro, un péptido que ayuda a mantener conexiones sanas y neuronas en el hipocampo, y en las espinas dendríticas, o las conexiones que permiten que las neuronas "hablen" otro.
"Dado que se realizan menos conexiones, esto reduce el aprendizaje y el rendimiento de la memoria que depende del hipocampo", dijo Soler. "En otras palabras, las luces tenues producen dimwits".
Curiosamente, la luz no afecta directamente al hipocampo, lo que significa que actúa primero en otros sitios dentro del cerebro después de pasar por los ojos. Yan dijo que el equipo de investigación está investigando un sitio potencial en el cerebro de los roedores: un grupo de neuronas en el hipotálamo que produce un péptido llamado orexina que se sabe que influye en una variedad de funciones cerebrales. Una de sus principales preguntas de investigación: si la orexina se administra a las ratas que están expuestas a la luz tenue, ¿se recuperarán sus cerebros sin volver a exponerse a la luz brillante?
El proyecto podría tener implicaciones para los ancianos y las personas con glaucoma, degeneración de la retina o discapacidades cognitivas.
"Para las personas con enfermedades oculares que no reciben mucha luz, ¿podemos manipular directamente este grupo de neuronas en el cerebro, pasar por alto el ojo y proporcionarles los mismos beneficios de la exposición a la luz brillante?" Yan dijo. "Otra posibilidad es mejorar la función cognitiva en la población que envejece y aquellos con trastornos neurológicos. ¿Podemos ayudarlos a recuperarse de la discapacidad o evitar un mayor declive?"
Este artículo ha sido republicado a partir de materiales proporcionados por la Universidad Estatal de Michigan. Nota: el material puede haber sido editado para la duración y el contenido. Para obtener más información, póngase en contacto con la fuente citada.
Referencia:
Soler, J. E., Robison, A.J., Núñez, A.A., y Yan, L. (2017). La luz modula la función del hipocampo y el aprendizaje espacial en una especie de roedor diurno: un estudio en el que se utiliza una rata macho de hierba del nilo (Arvicanthis niloticus). Hipocampo. doi: 10.1002 / hipo.22822
Fuente: https://www.technologynetworks.com/neuroscience/news/nile-grass-rat-sheds-light-on-how-dim-lighting-might-be-compromising-brain-function-297241
Universidad de Michigan
El tiempo enredado y el gato de Schrödinger
En el verano de 1935, los físicos Albert Einstein y Erwin Schrödinger se involucraron en una correspondencia rica, multifacética ya veces inquietante sobre las implicaciones de la nueva teoría de la mecánica cuántica. El foco de su preocupación fue lo que Schrödinger apodó más tarde enredo: la incapacidad de describir dos sistemas cuánticos o partículas de forma independiente, después de que hayan interactuado.
Hasta su muerte, Einstein seguía convencido de que el enredo demostraba que la mecánica cuántica era incompleta. Schrödinger pensó que el enredo era la característica definitoria de la nueva física, pero esto no significaba que lo aceptara a la ligera. "Sé por supuesto cómo funciona el hocus pocus matemáticamente", escribió a Einstein el 13 de julio de 1935. "Pero no me gusta esa teoría." El famoso gato de Schrödinger, suspendido entre la vida y la muerte, apareció por primera vez en estas cartas, una subproducto de la lucha para articular lo que molestó a la pareja.
El problema es que el enredo viola la forma en que el mundo debería funcionar. La información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, por ejemplo. Pero en un artículo de 1935, Einstein y sus coautores mostraron cómo el entrelazamiento conduce a lo que ahora se llama no localidad cuántica, el misterioso vínculo que parece existir entre partículas entrelazadas. Si dos sistemas cuánticos se encuentran y luego se separan, incluso a través de una distancia de miles de años luz, resulta imposible medir las características de un sistema (como su posición, momento y polaridad) sin dirigir instantáneamente al otro a un estado correspondiente.
Hasta el día de hoy, la mayoría de los experimentos han probado el enredo sobre las brechas espaciales. La suposición es que la parte 'no local' de la no localidad cuántica se refiere al enredo de propiedades a través del espacio. Pero, ¿y si el enredo también ocurre a través del tiempo? ¿Hay algo así como la no localidad temporal?
La respuesta, como resultado, es sí. Justo cuando pensabas que la mecánica cuántica no podía ser más extraña, un equipo de físicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén informó en 2013 que habían logrado enredar fotones que nunca coexistieron. Experimentos previos relacionados con una técnica llamada "intercambio de enmarañamiento" ya habían mostrado correlaciones cuánticas a través del tiempo, al retrasar la medición de una de las partículas enmarañadas coexistentes; pero Eli Megidish y sus colaboradores fueron los primeros en mostrar el enredo entre los fotones cuyas vidas no se superpusieron en absoluto.
Así es como lo hicieron. Primero, crearon un par de fotones enredados, '1-2' (paso I en el diagrama a continuación). Poco después, midieron la polarización del fotón 1 (una propiedad que describe la dirección de la oscilación de la luz), y así la "mataron" (paso II). Photon 2 fue enviado en una búsqueda inútil mientras que se creó un nuevo par entrelazado, '3-4' (paso III). Luego se midió el fotón 3 junto con el fotón itinerante 2 de tal manera que la relación de enredo fue 'intercambiada' de los pares viejos ('1-2' y '3-4') en el nuevo combo '2-3' ( paso IV). Algún tiempo después (paso V), se mide la polarización del único superviviente, el fotón 4, y los resultados se comparan con los del fotón 1 muerto hace tiempo (de vuelta en el paso II).
Figura 1. Diagrama de línea de tiempo: (I) Nacimiento de fotones 1 y 2, (II) detección de fotón 1, (III) nacimiento de fotones 3 y 4, (IV) Proyección de campana de fotones 2 y 3, (V) detección de fotón 4.
¿El resultado? Los datos revelaron la existencia de correlaciones cuánticas entre los fotones "temporalmente no locales" 1 y 4. Es decir, el enredo puede ocurrir en dos sistemas cuánticos que nunca coexistieron.
¿Qué demonios puede significar esto? Prima facie, parece tan perturbador como decir que la polaridad de la luz de las estrellas en el pasado lejano, digamos, más del doble de la vida de la Tierra, influyó en la polaridad de la luz estelar que cayó a través de su telescopio aficionado este invierno. Aún más extraño: tal vez implica que las mediciones realizadas por su ojo sobre la luz de las estrellas cayendo a través de su telescopio este invierno de alguna manera dictaron la polaridad de los fotones de más de 9 mil millones de años.
Para que este escenario no te parezca demasiado extravagante, Megidish y sus colegas no pueden resistir la especulación sobre interpretaciones posibles y bastante espeluznantes de sus resultados. Quizás la medición de la polarización del fotón 1 en el paso II dirige la polarización futura de 4, o la medición de la polarización del fotón 4 en el paso V reescribe de alguna manera el pasado estado de polarización del fotón 1. Tanto en dirección hacia adelante como hacia atrás, las correlaciones cuánticas abarcan el causal vacío entre la muerte de un fotón y el nacimiento del otro.
Sin embargo, solo una cucharada de relatividad ayuda a que disminuya la espeluznancia. Al desarrollar su teoría de la relatividad especial, Einstein depuso el concepto de simultaneidad de su pedestal newtoniano. Como consecuencia, la simultaneidad pasó de ser una propiedad absoluta a ser una relativa. No hay un cronometrador único para el Universo; precisamente cuando ocurre algo depende de su ubicación precisa en relación con lo que está observando, conocido como su marco de referencia. De modo que la clave para evitar comportamientos causales extraños (dirigir el futuro o reescribir el pasado) en instancias de separación temporal es aceptar que los eventos de llamada "simultáneos" conllevan poco peso metafísico. Es solo una propiedad específica del marco, una opción entre muchas alternativas pero igualmente viables, una cuestión de convención o mantenimiento de registros.
La lección se traslada directamente a la no-localización cuántica espacial y temporal. Los misterios con respecto a los pares de partículas enredadas equivalen a desacuerdos sobre el etiquetado, provocados por la relatividad. Einstein demostró que ninguna secuencia de eventos puede ser metafísicamente privilegiada, puede considerarse más real, que cualquier otra. Solo aceptando esta idea, uno puede avanzar en tales acertijos cuánticos.
Los diversos marcos de referencia en el experimento de la Universidad Hebrea (el marco del laboratorio, el marco del fotón 1, el marco del fotón 4, etc.) tienen sus propios "historiadores", por así decirlo. Si bien estos historiadores estarán en desacuerdo sobre cómo sucedieron las cosas, ninguno de ellos puede reclamar un rincón sobre la verdad. Una secuencia diferente de eventos se desarrolla dentro de cada uno, de acuerdo con ese punto de vista espacio-temporal. Claramente, entonces, cualquier intento de asignar propiedades específicas de un marco en general, o vincular propiedades generales a un marco particular, causará disputas entre los historiadores. Pero esta es la cuestión: si bien puede haber un desacuerdo legítimo sobre qué propiedades se deben asignar a qué partículas y cuándo, no debe haber desacuerdo sobre la existencia misma de estas propiedades, partículas y eventos.
Estos hallazgos abren otra brecha entre nuestras queridas intuiciones clásicas y las realidades empíricas de la mecánica cuántica. Como fue cierto para Schrödinger y sus contemporáneos, el progreso científico implicará investigar las limitaciones de ciertos puntos de vista metafísicos. El gato de Schrödinger, medio vivo y medio muerto, fue creado para ilustrar cómo el entrelazamiento de los sistemas conduce a fenómenos macroscópicos que desafían nuestra comprensión habitual de las relaciones entre los objetos y sus propiedades: un organismo como un gato está muerto o vivo. No hay término medio allí.
La mayoría de los relatos filosóficos contemporáneos de la relación entre los objetos y sus propiedades abarcan el enredo únicamente desde la perspectiva de la no localidad espacial. Pero aún hay mucho trabajo por hacer para incorporar la no localidad temporal, no solo en las discusiones sobre propiedad de objetos, sino también en debates sobre la composición del material (como la relación entre un trozo de arcilla y la estatua que forma) y las relaciones parte-todo (por ejemplo, cómo una mano se relaciona con una extremidad o una extremidad con una persona). Por ejemplo, el "enigma" de cómo las partes encajan con un todo global presupone límites espaciales definidos entre los componentes subyacentes, pero la no localidad espacial advierte contra esta visión. La no localidad temporal complica aún más esta imagen: ¿cómo se describe una entidad cuyas partes constituyentes ni siquiera son coexistentes?
Discernir sobre la naturaleza del enredo puede ser a veces un proyecto incómodo. No está claro qué metafísica sustantiva podría surgir del escrutinio de nuevas investigaciones fascinantes de Megidish y otros físicos. En una carta a Einstein, Schrödinger observa irónicamente (y despliega una extraña metáfora): "Uno tiene la sensación de que son precisamente las afirmaciones más importantes de la nueva teoría las que realmente pueden ser exprimidas en estas botas españolas, pero solo con dificultad". No podemos darnos el lujo de ignorar la no localidad espacial o temporal en la metafísica futura: ya sea que las botas quepan o no, tendremos que usarlas.
Autora: Elise Crull
Este artículo fue publicado originalmente en Aeon y ha sido republicado bajo Creative Commons en Big Think.
Foto: Tristan Gassert
69/5000 Un universo en pocas palabras: la física de todo - Michio Kaku
En una discusión profundamente informativa y profundamente optimista, el profesor Michio Kaku da una idea de hacia dónde nos llevará la ciencia en los próximos cien años, cuando distorsiones, teletransportación, agujeros de gusano interdimensionales e incluso viajes en el tiempo convergen con nuestra comprensión científica de la realidad física . Mientras dispara nuestra imaginación sobre el futuro, también presenta una historia sucinta de la física hasta el presente.
Vida después de la muerte? - Los físicos dicen que "es información cuántica que trasciende de un mundo a otro"
Mientras los científicos todavía están en acalorados debates acerca de qué es exactamente la conciencia, Stuart Hameroff de la Universidad de Arizona y el físico británico Sir Roger Penrose concluyen que se trata de información almacenada a nivel cuántico. Penrose está de acuerdo: él y su equipo encontraron evidencia de que "los microtúbulos a base de proteínas -un componente estructural de las células humanas- transportan información cuántica almacenada a nivel subatómico".
Penrose argumenta que si una persona muere temporalmente, esta información cuántica se libera de los microtúbulos al universo. Sin embargo, si se resucitan, la información cuántica se canaliza de vuelta a los microtúbulos y eso es lo que provoca una experiencia cercana a la muerte. "Si no se reviven, y el paciente muere, es posible que esta información cuántica pueda existir fuera del cuerpo, quizás indefinidamente, como un alma.
Investigadores del famoso Instituto Max Planck de Física en Munich están de acuerdo con Penrose en que el universo físico en el que vivimos es solo nuestra percepción y una vez que nuestros cuerpos físicos mueren, hay un infinito más allá. Algunos creen que la conciencia viaja a universos paralelos después de la muerte. "El más allá es una realidad infinita que es mucho más grande ... en la cual está enraizado este mundo. De esta manera, nuestras vidas en este plano de existencia están abarcadas, rodeadas, por el otro mundo ya ... El cuerpo muere, pero el espiritual el campo cuántico continúa. De esta manera, soy inmortal ".
En "Más allá del biocentrismo: repensando el tiempo, el espacio, la conciencia y la ilusión de la muerte", Robert Lanza pregunta si el alma existe. La nueva teoría científica que propone dice que somos inmortales y existen fuera del tiempo. El biocentrismo postula ese espacio y tiempo no son los objetos duros que pensamos. La muerte no existe en un mundo intemporal y sin espacio. Su nueva teoría científica sugiere que la muerte no es el evento final que pensamos.
"Hay un número infinito de universos, y todo lo que podría suceder ocurre en algún universo. La muerte no existe en ningún sentido real en estos escenarios. Todos los universos posibles existen simultáneamente, independientemente de lo que ocurra en cualquiera de ellos. Aunque los cuerpos individuales están destinados a autodestruirse, el sentimiento vivo -el '¿Quién soy yo?' - es solo una fuente de energía de 20 vatios que opera en el cerebro. Pero esta energía no desaparece al morir. Uno de los axiomas más seguros de la ciencia es que la energía nunca muere; no puede ser creado ni destruido. Pero, ¿esta energía trasciende de un mundo a otro?
The Daily Galaxy a través de Robert Lanza y Sunday Guardian Live
Cada Niño merece tener un Campeon
Rita Pierson, maestra durante 40 años, una vez escuchó a una colega decir: "No me pagan para querer a los niños". Su respuesta fue: "Los niños no aprenden de la gente que no les gusta". Un llamado conmovedor para instar a los educadores a creer en sus alumnos y para que se conecten verdaderamente con ellos a nivel personal y humano.
This talk was presented at an official TED conference, and was featured by our editors on the home page.
Fuente: TED Talks
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