Valeria Barahona

No es poesía: los seres humanos tendríamos al Universo en nuestro interior. Esto, luego de la reciente comparación entre las imágenes de las células nerviosas en el interior del cerebro con otras de la distribución de la materia en el Universo, experimento que realizaron en conjunto científicos de las universidades de California e Indiana.

Muchas similitudes

Las similitudes entre ambas fotografías son tantas, que cuesta creer en la casualidad, dice el estudio publicado en la revista Physical Review C. Los físicos Greg Huber y Charles Horowitz descubrieron que el cosmos y las células poseen una misma forma, que se asemeja a los edificios de estacionamientos, cuyas escaleras se asemejan, a su vez, a hélices para permitir el desplazamiento de los automóviles.

Años de observación

En 2014, Huber y sus colegas exploraron la biofísica de las hélices que conectan láminas apiladas uniformemente al interior de la célula, específicamente en el retículo endoplasmático (sistema dedicado a la síntesis proteica, metabolismo de lípidos y transporte intracelular).

A esta suerte de puentes microscópicos, Huber y sus colegas las llamaron rampas de Terasaki, en honor a su descubridor, Mark Terasaki, un biólogo celular de la Universidad de Connecticut. Huber creía que estos "estacionamientos" eran exclusivos de la materia blanda (como el interior de las células). Eso, hasta que revisó el trabajo del físico nuclear Charles Horowitz, de la Universidad de Indiana.

Similaciones

Por medio de simulaciones electrónicas, Horowitz y su equipo habían encontrado las mismas formas profundas en la corteza de las estrellas de neutrones. "Llamé a Chuck y le pregunté si era consciente de que habíamos visto estas estructuras en las células", dijo Huber, director adjunto del Instituto Kavli de Física Teórica (KITP) en la Universidad de California. "Fue una novedad para él, así que se dio cuenta de que podría haber algún tipo de interacción fructífera", agregó.

La colaboración resultante exploró la relación entre dos modelos muy diferentes de materia, tanto en el plano mecánico, como en el diseño arquitectónico.

Mecánica celeste

Huber, quien es docente de física teórica, , explicó que "para las estrellas de neutrones, las fuerzas nuclear y electromagnética crean un problema de mecánica cuántica". Al interior de las células que componen el cuerpo humano, en cambio, "las fuerzas que mantienen unidas a las membranas son fundamentalmente entrópicas (grado de desorden de un sistema) y tienen que ver con la minimización de la energía libre total. A primera vista, esto no podría ser más diferente".

Tamaño

Otra diferencia entre las construcciones celulares y cósmicas es la escala. En el caso nuclear, las estructuras se basan en nucleones como los protones y los neutrones, siendo los "ladrillos" medidos en femtómetros (10 elevado -15). Para las membranas intracelulares, la escala es de 10 nanómetros (-9). Así, la relación entre los dos es un millón. Pero estos dos regímenes muy diferentes componen las mismas formas. Esta conclusión, a juicio de Huber, "significa que hay algo profundo que no entendemos acerca de cómo modelar el sistema nuclear".

Dependencia sencilla

"Ver formas muy similares en estos sistemas sorprendentemente diferentes sugiere que la energía de un sistema puede depender de su forma de una manera sencilla y universal", agregó el físico nuclear de la Universidad de Indiana, Charles Horowitz.

Sólo el comienzo

No obstante, ambos equipos investigadores de Estados Unidos reconocen que estas similitudes son todavía bastante misteriosas y que solo son el principio de una larga serie de observaciones.

kilómetros de diámetro posee una estrella de neutrones, es decir, el producto de una explosión en el espacio. 20

años de trabajo llevó a los científicos a escribir esta publicación, tras revisar modelos fotográficos y matemáticos. 2

Cuando se está al interior de una casa, las bocinas de los vehículos no logran captar la atención. Esto, a pesar de que se pueden oír. Sin embargo, al momento de cruzar una calle este sonido resulta estremecedor. Esta diferencia ocurre porque el cerebro interpretaría los sonidos usando pistas provenientes de otros sentidos.

Relación celular

Gracias a una investigación realizada en ratones, científicos de la Universidad de Nueva York descubrieron que las neuronas de la audición están relacionadas con otras células nerviosas implicadas en captar el contexto.

Ruidos familiares

Este proceso ocurriría ante ruidos familiares, porque "lo que el cerebro oye depende de lo que ve cuando se producen sonidos específicos", explicó el académico Robert Froemke. Gracias a esto, el cerebro puede calcular cómo debe responder.

Situación

"Nuestro estudio muestra cómo el mismo sonido puede significar cosas diferentes dentro del cerebro en función de la situación", dijo Froemke.

Este análisis podría ayudar, por ejemplo, a personas con demencia que recuerdan eventos cuando oyen voces familiares o cuando ven caras de amigos.

Experimento

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores diseñaron ejercicios en que un grupo de ratones esperaba conseguir agua a través de un tubo, después de oír una nota musical.

En paralelo, hubo otras pruebas en que los animales no esperaban recibir recompensa. En ambas situaciones los mamíferos podían ver si en los tubos había agua o no.

A lo largo de las pruebas, los científcos analizaron los circuitos nerviosos después de que los ratones oyeran la nota musical, con atención a las neuronas que propagan el mensaje y las otras células que los detienen o reducen.

Gracias a esto, el cerebro interpreta y pondera las reacciones ante los sonidos.

Los académicos descubrieron que cuando los ratones esperaban conseguir agua, si el tiempo sobrepasaba lo acostumbrado, corroboraban visualmente el contenido de los tubos.