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Los ingenieros de Stanford reinventan la purificación de aguas residuales para desbloquear recursos valiosos

Un equipo de académicos de Stanford está desarrollando una forma de hacer que las aguas residuales sean bebibles y al mismo tiempo recuperar productos valiosos, como componentes de fertilizantes. Las aguas residuales no son solo desechos, sino que están llenas de valor oculto. Investigadores de Stanford están desarrollando resinas de vanguardia (perlas porosas que, en conjunto, actúan como un filtro de café) no solo para eliminar contaminantes, sino también para recuperar productos valiosos, como el amoníaco para fertilizantes. Dado que se prevé que la demanda mundial de agua potable superará la oferta en un 40 % para 2030, el proyecto tiene el potencial de abaratar, hacer más eficiente e incluso rentable el tratamiento del agua. “En medio de los esfuerzos por reducir las emisiones, el consumo de energía y los costes de la fabricación de productos químicos, las resinas selectivas pueden impulsar economías circulares que convierten los contaminantes en productos utilizando aguas residuales como materia prima”, afirmó William Tarpeh , profesor adjunto de ingeniería química y uno de los investigadores principales del proyecto. “Las plantas de tratamiento de aguas residuales se están redefiniendo cada vez más como instalaciones de recuperación de recursos hídricos que generan múltiples beneficios colaterales a la vez”. Financiado por el programa de Proyectos de Emprendimiento Ambiental del Instituto de Medio Ambiente Stanford Woods , el proyecto busca impulsar la tecnología de resinas para eliminar contaminantes con mayor precisión. Tarpeh y sus colegas investigadores han desarrollado resinas especializadas, similares a las perlas de un filtro Brita, que pueden separar sustancias químicas y compuestos nocivos. En el futuro, el equipo podría diseñar resinas para eliminar sustancias perfluoroalquiladas (PFAS), a menudo denominadas «sustancias químicas permanentes» debido a su persistencia en el medio ambiente y su naturaleza bioacumulable. Estas sustancias químicas, que se encuentran comúnmente en artículos domésticos resistentes al calor, como utensilios de cocina antiadherentes, se han incorporado a los suministros de agua de todo el país. Imagen microscópica de perlas de resina desarrolladas en Stanford para su uso en plantas de tratamiento de agua. | Laboratorio de Eric Appel; editado por Madison Pobis Además de mejorar la filtración, el equipo trabaja para acelerar el desarrollo de nuevas tecnologías de purificación mediante la optimización del diseño de resinas, lo que reduce los costos de fabricación de las plantas de tratamiento de agua. Este enfoque ofrece el potencial de una nueva fuente de ingresos. Por ejemplo, el amoníaco y el fósforo podrían extraerse y venderse para fertilizantes y pesticidas, respectivamente. Dado que las resinas ya se utilizan ampliamente en plantas de tratamiento de agua, esta tecnología puede integrarse perfectamente en la infraestructura existente con mínimas interrupciones, eliminando así un obstáculo para su adopción. Colaboración en todo el campus El laboratorio de Tarpeh se especializa en la extracción de recursos valiosos de aguas residuales y en la mejora de los métodos de filtración para que el proceso sea más eficiente y asequible para las plantas de tratamiento de aguas residuales. Ante la creciente preocupación por los contaminantes difíciles de eliminar, como las PFAS, Tarpeh vio la oportunidad de desarrollar una resina mejorada. Las resinas tradicionales son útiles para eliminar contaminantes básicos, como metales pesados, pero carecen de la selectividad necesaria para eliminar las PFAS o recuperar compuestos valiosos. Las resinas funcionan intercambiando iones indeseables, como el calcio, causante de la dureza del agua, por iones inofensivos como el sodio. Si bien son eficaces para potabilizar el agua, las resinas existentes tienen dificultades para capturar y recuperar elementos beneficiosos. Para lograrlo, necesitan una mayor selectividad. Sin embargo, diseñar y probar resinas puede llevar meses, incluso años. Para acelerar el proceso, Tarpeh recurrió a académicos de Stanford de otros departamentos para obtener experiencia en diferentes campos y nuevas perspectivas. Las resinas son un tipo de polímero sintético diseñado para eliminar contaminantes y materiales no deseados. Para perfeccionar esta tecnología de recuperación de recursos, Tarpeh contrató a Eric Appel , experto en polímeros y profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales. La investigación de Appel se centra en la ingeniería de polímeros sintéticos (moléculas largas con forma de cuerda) que se pueden ajustar fácilmente para que tengan diversas propiedades, incluyendo la imitación de polímeros biológicos naturales como las proteínas. «Podemos diseñar numerosos polímeros diferentes inspirados en organismos que filtran el agua de forma natural o en receptores biológicos que se unen a las sustancias químicas del agua», afirmó Appel. Appel adapta las propiedades químicas de los polímeros, como su capacidad de adherirse a moléculas como los PFAS, para mejorar su eficacia en una tarea determinada. En este caso, esto implicaba aumentar la selectividad de la resina o su capacidad para distinguir entre diferentes elementos en las aguas residuales. Sin embargo, analizar estas resinas para garantizar que se dirijan al nutriente o contaminante correcto es lento y costoso, ya que cada una debe evaluarse individualmente. “Transformar los contaminantes de las aguas residuales en productos químicos valiosos puede ayudar a alcanzar objetivos de sostenibilidad, posibilitar economías circulares y mitigar la contaminación, todo a la vez”.William TarpehProfesor asistente de Ingeniería química Aquí es donde entra en juego Polly Fordyce , profesora asociada de bioingeniería y genética. Fordyce se especializa en el desarrollo de plataformas microfluídicas, un método para reducir los procesos biológicos y químicos a una escala miniatura. Como experta en experimentos en miniatura, Fordyce desarrolló un método para probar cientos de polímeros simultáneamente. En lugar de usar tubos y matraces tradicionales llenos de líquido, el equipo puede trabajar con gotitas microscópicas de resina, cuyo volumen es mil millones de veces menor. Este enfoque a microescala reduce tiempo, costes y materiales, a la vez que permite explorar miles de combinaciones de polímeros que, de otro modo, requerirían demasiados recursos para su análisis. Fordyce comparó este enfoque de miniaturización con la reducción de tamaño de las computadoras, que pasaron de ser máquinas del tamaño de una habitación a mediados del siglo XX a dispositivos portátiles lo suficientemente pequeños como para caber en el bolsillo de un pantalón en la actualidad. «Intentamos acelerar el ritmo de la selección y el descubrimiento», afirmó Fordyce. «De la misma manera que los

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abril 27, 2025

El Vendaje Inteligente Limpia Nuevo Obstáculo: Monitorea las Heridas Crónicas en Pacientes Humanos

Caltech profesor de ingeniería médica Gao Wei y sus colegas están imaginando un vendaje inteligente de la futura—, un «laboratorio en la piel» que no solo podría ayudar a los pacientes y cuidadores a controlar el estado de las heridas crónicas, sino también a administrar el tratamiento y acelerar el proceso de curación de esos cortes, incisiones, rasguños y quemaduras que tardan en sanar por sí solos. En 2023, el equipo de Gao despejó el primer obstáculo para lograr ese objetivo al mostrando que un vendaje inteligente que desarrollaron podría proporcionar datos en tiempo real sobre heridas crónicas en modelos animales, al tiempo que acelera el proceso de curación a través de la aplicación oportuna de medicamentos o campos eléctricos para estimular el crecimiento de tejidos. Ahora Gao y sus colegas de Caltech y la Escuela de Medicina Keck de la USC han despejado otro obstáculo al demostrar que una versión mejorada de su vendaje, que llaman iCares, fue capaz de muestrear continuamente líquido, que el cuerpo envía a los sitios de heridas como parte de la respuesta inflamatoria, en 20 pacientes humanos con heridas crónicas. Estas heridas no pudieron sanar debido a la diabetes o la mala circulación sanguínea; los investigadores también estudiaron pacientes adicionales antes y después de la cirugía. El vendaje inteligente, equipado con tres componentes microfluídicos diferentes, módulos en miniatura que canalizan y controlan el flujo de líquidos, elimina el exceso de humedad de las heridas al tiempo que proporciona datos en tiempo real sobre los biomarcadores presentes. «Nuestros innovadores microfluídicos eliminan la humedad de la herida, lo que ayuda a la curación. También se aseguran de que las muestras analizadas por el vendaje sean frescas, no una mezcla de líquido viejo y nuevo. Para obtener mediciones precisas, necesitamos muestrear solo el líquido más nuevo en el sitio de una herida», dice Gao, quien también es Investigador del Instituto de Investigación Médica Heritage. «De esta manera, iCares puede observar en tiempo real biomarcadores importantes de inflamación e infección.» De hecho, en un nuevo artículo en la revista Ciencia Medicina TraslacionalGao y sus colegas muestran que el vendaje inteligente puede detectar moléculas como el óxido nítrico, un indicador de inflamación; y el peróxido de hidrógeno, un biomarcador de infección; potencialmente uno o tres días antes de que los pacientes experimenten síntomas. En un avance adicional, el equipo ha desarrollado un algoritmo de aprendizaje automático que puede clasificar con éxito las heridas de los pacientes y predecir el tiempo de curación con un nivel de precisión comparable al de un médico experto. El vendaje está compuesto por una tira de polímero flexible y biocompatible que se puede imprimir en 3D a bajo costo. Integra una matriz de sensores de biomarcadores de nanoingeniería, que es desechable para aplicaciones de higiene y de un solo uso. El sistema también incluye una placa de circuito impreso reutilizable que maneja el procesamiento de señales y la transmisión inalámbrica de datos a una interfaz de usuario, como un teléfono inteligente. La tríada de módulos microfluídicos dentro de iCares incluye una membrana que succiona el fluido de la herida de la superficie de la herida, un componente bioinspirado que transporta el fluido a través del dispositivo a una matriz de sensores donde se analiza, y un módulo micropilar que transporta el fluido muestreado hacia el exterior del vendaje. Los autores co-líderes del artículo, «Un dispositivo portátil microfluídico para el manejo y análisis de exudados de heridas en heridas crónicas humanas», son los estudiantes graduados de Caltech Canran Wang y Kexin Fan. David G. Armstrong, Profesor Distinguido de Cirugía y Cirugía Neurológica en la Escuela de Medicina Keck de la USC, es coautor del estudio. Autores adicionales de Caltech incluyen a José A. Lasalde-Ramirez, Wenzheng Heng, Jihong Min (PhD ’24), Samuel A. Solomon, Jiahong Li, Hong Han, Gwangmook Kim, Soyoung Shin y Alex Seder; los ex estudiantes graduados Minqiang Wang y Ehsan Shirzaei Sani, que ahora se encuentra en la Universidad de Florida Central, son autores que contribuyeron mientras estaban en Caltech. Los autores de la Escuela de Medicina Keck de la USC son Chia-Ding Shih (también del Hospital Casa Colina y Centros de Salud en PomonaCalifornia) y David Armstrong. El trabajo fue apoyado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias, la Sociedad Americana del Cáncer, la Oficina de Investigación del Ejército, la Actividad de Adquisición de Investigación Médica del Ejército de los Estados Unidos y el Instituto de Investigación Médica Heritage. Caltech’s Instituto de Nanociencia Kavli proporcionó apoyo crítico e infraestructura para este trabajo. Caltech News. Traducido al español

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abril 27, 2025

Altus revoluciona el diagnóstico de enfermedades respiratorias

Con tecnología disruptiva, un equipo de expertos y un mercado de alta demanda, Altus es la encarnación perfecta de la innovación científica al servicio de la salud. Las enfermedades respiratorias representan un importante problema de salud pública, causando una de cada seis muertes en todo el mundo. En la parte superior de la lista, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y el asma afectan a cientos de millones de personas y representan el 46,7% del gasto en salud relacionado con patologías respiratorias. Sin embargo, el diagnóstico de estas enfermedades sigue siendo un proceso complejo, largo y costoso, que requiere múltiples consultas y costosos equipos médicos. Este es el nicho al que Altus pretende apuntar. Esta nueva empresa emergente de GIPSA-lab*, incubada en Linksium, está desarrollando una tecnología innovadora que combina imágenes de ultrasonido e inteligencia artificial. Tecnología disruptiva para diagnósticos accesibles Altus se basa en una innovación patentada: un chaleco equipado con una serie de sensores que pueden analizar los pulmones en tiempo real, sin contacto y sin radiación. A diferencia de las herramientas clásicas como la espirometría o las tomografías computarizadas, que requieren la cooperación activa del paciente y la exposición a radiografías, esta tecnología permite una evaluación continua, precisa y autónoma de las enfermedades respiratorias. A través del análisis detallado de las señales de ultrasonido, genera una tomografía de la función pulmonar y permite el monitoreo en tiempo real de los cambios en la patología. Desarrollada utilizando la investigación de Cornel Ioanaa en GIPSA-lab, esta tecnología se basa en un enfoque innovador: en lugar de imágenes simples utilizando la reflexión de ondas, Altus utiliza la distorsión de las señales de ultrasonido en el tejido pulmonar para identificar anomalías. El procesamiento avanzado de datos permite detectar la EPOC y el asma en sus primeras etapas y adaptar la atención al paciente. El proyecto ya tiene una patente presentada y recibió el apoyo de Linksium para su maduración tecnológica y despliegue industrial. El dispositivo está programado para llegar al mercado en 2026, después de una fase de validación clínica en asociación con el Hospital Universitario de Grenoble. Un mercado con alto potencial e impacto social El mercado global de dispositivos médicos para enfermedades respiratorias se estima en $6 mil millones, con un fuerte crecimiento relacionado con los desafíos del monitoreo y la detección remotos. Al dirigirse a neumólogos privados y hospitalarios, Altus apunta a lograr €24 millones en facturación en los próximos cinco años. A largo plazo, el dispositivo también podría usarse en campañas de detección temprana o departamentos de emergencias y cuidados intensivos. Pero más allá de las perspectivas económicas, Altus tiene como objetivo principal revolucionar el tratamiento de las enfermedades respiratorias, reduciendo las barreras para el diagnóstico. Al reducir los costos de las pruebas cuatro veces y reducir el cronograma promedio para el diagnóstico de 30 a 3 días, la puesta en marcha basada en Grenoble está abriendo posibilidades para una atención médica más preventiva y efectiva. * CNRS / UGA /Grenoble INP – UGA, Traducido al español

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abril 27, 2025

Nuevo centro nacional para fortalecer el uso responsable de la inteligencia artificial

Inteligencia artificial Como parte de su iniciativa estratégica de IA, el gobierno danés ha dado un paso innovador al lanzar el Centro Nacional de Inteligencia Artificial en la Sociedad (CAISA). Este consorcio nacional, liderado por la Universidad de Copenhague en colaboración con la Universidad de Aalborg, desempeñará un papel clave en el impulso de la innovación y la implementación responsable de la IA. El desarrollo de la inteligencia artificial no es algo habitual: exige una colaboración proactiva entre investigadores, responsables políticos y empresas. Este es precisamente el tipo de colaboración que el gobierno danés está impulsando con su nueva iniciativa de inteligencia artificial. El Centro Nacional de Inteligencia Artificial en la Sociedad (CAISA) reunirá a los principales investigadores de IA de Dinamarca para explorar las mejores formas de desarrollar y gobernar la inteligencia artificial dentro de una sociedad democrática como Dinamarca. En CAISA, nos comprometemos a investigar y brindar orientación sobre la mejor manera de abordar este rápido desarrollo. Esto requiere la participación activa de todos, por lo que estamos lanzando una serie de iniciativas para aprender de experiencias reales, aprovechar las investigaciones más recientes y colaborar con los esfuerzos en curso», afirma la profesora Rebecca Adler-Nissen, quien dirigirá el centro. La IA debe beneficiar a la sociedad CAISA tiene el potencial de convertirse en «la versión de IA de la Agencia de Seguridad Sanitaria de Dinamarca», como la describen sus principales investigadores. Somos un consorcio nacional que trabaja en colaboración con el Centro Pionero de Inteligencia Artificial. Nuestro enfoque es interdisciplinario, ya que comprender la IA requiere más que solo conocimientos técnicos; también exige comprender su impacto humano y social. Debemos abordar ambos aspectos simultáneamente, subraya el subdirector de CAISA, Thomas B. Moeslund, de la Universidad de Aalborg. La ambición del centro es unir investigadores, iniciativas hermanas y entornos de investigación sólidos en Dinamarca y el resto del mundo. Igualmente importante es fomentar la colaboración y brindar orientación tanto al sector público como al privado. «Al trabajar juntos, podemos evitar reinventar la rueda y, en cambio, construir algo mejor. A través de la investigación y la colaboración, exploraremos dónde la IA puede brindar los mayores beneficios y dónde se requiere cautela», afirma Rebecca Adler-Nissen. Apuntando a la luna Las ambiciones de CAISA se extienden más allá de Dinamarca: su objetivo es dar forma al futuro de la IA en Europa. Los investigadores principales de CAISA Rebecca Adler-Nissen (Directora del Centro), Profesora, Universidad de Copenhague Serge Belongie, profesor de la Universidad de Copenhague Roman Jurowetzki, profesor asociado de la Universidad de Aalborg Sune Lehmann, profesor de la Universidad Técnica de Dinamarca y de la Universidad de Copenhague Stine Lomborg, profesora, Universidad de Copenhague Thomas B. Moeslund, profesor, Universidad de Aalborg Morten Axel Pedersen, profesor, Universidad de Copenhague Helene Friis Ratner, profesora asociada, Universidad de Aarhus Anna Rogers, Profesora Asociada, Universidad de TI de Copenhague Anders Søgaard, profesor, Universidad de Copenhague «Por eso estamos lanzando proyectos de investigación a largo plazo, o ‘moonshots’, para explorar nuevos caminos hacia la soberanía digital y el desarrollo de una IA más democrática y responsable», afirma Adler-Nissen. El centro también colaborará con investigadores internacionales de primer nivel. Dado que CAISA tiene su sede en Dinamarca, un país conocido por sus sólidas tradiciones de comunidad y confianza, tiene una oportunidad única para demostrar cómo las soluciones de IA pueden generar valor y fortalecer la cohesión social. «Si lo logramos, Dinamarca no solo garantizará un mejor despliegue de la IA dentro de sus fronteras, sino que también podremos inspirar al mundo a adoptar un enfoque más inteligente y responsable», predice Adler-Nissen. CAISA se inaugura oficialmente el 9 de mayo. Liderado por la Universidad de Copenhague y la Universidad de Aalborg, el centro también contará con investigadores de la Universidad de Aarhus, la DTU y la Universidad de Tecnología de la Información. Colaborará estrechamente con empresas, autoridades, organizaciones e investigadores tanto de Dinamarca como a nivel internacional. CAISA estará financiada durante los tres primeros años con 20 millones de coronas danesas procedentes de los fondos de digitalización y 30 millones de coronas danesas procedentes de la reserva de investigación. Lea más sobre la visión del centro y la IA en este artículo destacado (publicado en Politiken el 24 de marzo) . Universidad de Copenhague News. Traducido al español

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abril 27, 2025

La nueva tecnología KU Leuven ayudará a que los plátanos sean genéticamente más resistentes

Método objeto de examen por el Consejo Europeo para su aprobación Debido al cambio climático, los productores de banano se enfrentan a grandes desafíos para mejorar la resiliencia de sus plantaciones. Dado que los plátanos no producen semillas, los productores de plátanos no pueden usar métodos convencionales de fitomejoramiento para mejorar la planta. Un equipo de investigación en KU Leuven, en colaboración con The Alliance/Bioversity, ha desarrollado una nueva forma de modificar genéticamente los plátanos sin agregar ADN extraño a la planta. La regulación de la tecnología CRISPR para mejorar los cultivos está actualmente bajo consideración para su aprobación por el Consejo Europeo. Los plátanos son el cultivo de frutas más importante en todo el mundo y son una parte vital de la dieta de más de 400 millones de personas en el Sur Global. Debido a que los plátanos que consumimos no tienen semillas, los agricultores deben propagar las plantas de plátano mediante el uso de esquejes o ‘retoños’ para establecer plantaciones. Como resultado, todas las plantas son genéticamente idénticas. El alto nivel de uniformidad genética significa que todos nuestros plátanos se ven y saben más o menos lo mismo, pero la desventaja es que son susceptibles a las mismas enfermedades y condiciones climáticas. El cambio climático está creando desafíos cada vez mayores para que los productores de banano protejan sus plantaciones. Profesor de Biotecnia de Cultivos Hervé Vanderschuren El fitomejoramiento convencional no es una opción Las mutaciones genéticas surgen constantemente tanto en plantas como en animales. Considere, por ejemplo, el Azul Belga, una raza de ganado en la que una mutación espontánea condujo a un fuerte crecimiento muscular. Los agricultores seleccionaron animales con esta mutación para la cría para mantener el rasgo en sus rebaños y lograr una mayor producción de carne. Este ‘convencional’ y método ampliamente utilizado de mejora de cultivos no es posible en los plátanos debido a su esterilidad. ‘Necesitamos desarrollar formas nuevas e innovadoras de proteger los cultivos de banano contra los desafíos de hoy y de mañana,’ dice Vanderschuren. ‘Es por eso que buscamos una manera de modificar el ADN del plátano que cumpla con las estrictas regulaciones europeas sobre cultivos genéticamente editados.’ En revisión por el Consejo Europeo La técnica, desarrollada en el Laboratorio de Mejoramiento de Cultivos Tropicales de KU Leuven, no introduce ningún ADN extraño en el plátano. Este es el criterio clave en la legislación europea y la razón principal por la que aún no se ha permitido la comercialización de organismos modificados genéticamente. El método ayudará a liberar el potencial de la innovación genética en el plátano y otros cultivos propagados vegetativamente como la papa y la yuca. Nuestra técnica se basa en el método CRISPR y modifica una sola letra en el código genético. Entonces, no estamos agregando ningún ADN extraño. La mutación también podría haber ocurrido naturalmente, al igual que en el caso del Azul Belga. Profesor de Biotecnia de Cultivos Hervé Vanderschuren Varias variedades de cultivos mejoradas con las tecnologías CRISPR, incluidos el maíz, la papa y el tomate, están en proceso de comercialización en países fuera de Europa. ‘Europa no puede quedarse atrás en la búsqueda de formas innovadoras de mejorar los cultivos de manera segura, dice Vanderschuren. En 2024, el Parlamento Europeo votó positivamente por la tecnología CRISPR para la mejora de los cultivos. Actualmente, el Consejo Europeo está revisando si la tecnología CRISPR puede utilizarse en cultivos para consumo. 1.700 Variedades de banano en KU Leuven Gracias a la investigación del equipo del profesor Vanderschurennens en KU Leuven y en colaboración con The Alliance of Bioversity y CIAT, ahora existe un método seguro para adaptar con precisión los cultivos tropicales estériles. Actualmente están investigando la diversidad genética de los plátanos para identificar las modificaciones genéticas que podrían ser beneficiosas para los productores. ‘KU Leuven alberga la colección de bananos más grande del mundo con más de 1.700 variedades. Compararemos sus códigos genéticos para identificar mutaciones que puedan proporcionar ciertos rasgos deseables, como la resistencia a enfermedades, explica Vanderschuren. Más información KU Leuven News. Traducido al español

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abril 27, 2025

Los implantes cerebrales inteligentes están ayudando a las personas con Parkinson y otros trastornos

Aunque el cerebro es nuestro órgano más complejo, las formas de tratarlo han sido históricamente bastante simples.  Por lo general, los cirujanos lesionaron (dañaron) una estructura o una vía con la esperanza de que esto “corrigiera el desequilibrio” que condujo a la enfermedad. Las estructuras candidatas para la lesión generalmente se encontraron por ensayo y error serendipia o experimentos en animales. Mientras realizaba una de esas cirugías en 1987, el neurocirujano francés Alim-Louis Benabid notó que la estimulación eléctrica que realizó para localizar el lugar correcto para la lesión tenía efectos similares a la lesión en sí. Este descubrimiento condujo a un nuevo tratamiento: la estimulación cerebral profunda. Involucró un marcapasos que suministraba pulsos eléctricos a través de electrodos implantados en puntos específicos del cerebro. Este tratamiento se ha utilizado para tratar el Parkinson avanzado desde principios de la década de 2000. Sin embargo, hasta hoy, la configuración del estimulador tenía que permanecer constante una vez que lo establecía un médico o enfermera especializado y solo podía cambiarse cuando el paciente era visto en la clínica. En consecuencia, la mayoría de los investigadores y médicos pensaron que la estimulación era simplemente una forma ajustable y reversible de lesión. Pero en estos días el campo está experimentando una revolución que desafía esta visión. La estimulación cerebral profunda adaptativa fue aprobada a principios de este año por los Estados Unidos y Autoridades sanitarias europeas. Implica una computadora que interpreta la actividad cerebral y decide si ajustar la amplitud de estimulación hacia arriba o hacia abajo para lograr el mejor alivio de los síntomas de un paciente. El Parkinson es un trastorno complejo con síntomas fluctuantes que son muy afectado por las drogas, un paciente toma varias veces al día. Mientras que para algunos pacientes la estimulación constante hace un buen trabajo controlando sus síntomas, para otros es demasiado fuerte algunas veces y demasiado débil en otras ocasiones. Idealmente, el tratamiento solo debe activarse cuando sea más útil. El descubrimiento que hizo posible la estimulación adaptativa fue realizado por científicos del University College de Londres hace más de dos décadasépoca en que los primeros pacientes con Parkinson comenzaron a implantar electrodos en el Hospital Nacional de Neurología y Neurocirugía del Reino Unido. Al registrar la actividad cerebral profunda de estos electrodos poco después de la cirugía, el los científicos se dieron cuenta que un tipo particular de onda cerebral apareció cuando un paciente detuvo su medicación y sus síntomas empeoraron. Las olas desaparecieron cuando los pacientes tomaron su medicamento y comenzaron a sentirse mejor. Tomó una década de investigación adicional antes de que el mismo equipo de científicos primero intentara usar el ondas cerebrales para controlar la estimulación. La idea es similar a un termostato que controla un aire acondicionado. Cuando las ondas (temperatura) alcanzan un cierto umbral, un circuito de control electrónico enciende el estimulador (aire acondicionado). Esto reduce las ondas y cuando desaparecen, la estimulación se puede apagar por un tiempo hasta que las ondas vuelvan a emerger. La configuración original era voluminosa y solo se podía usar en el hospital, y tomó otra década para que encajara dentro de un dispositivo más pequeño que una caja de cerillas que se podía implantar en el pecho de una paciente. Nuevos desafíos Si bien la opción de hacer que la estimulación cerebral sea adaptativa brinda nuevas herramientas a los médicos y enfermeras para adaptar la estimulación a un paciente de la mejor manera posible, conlleva nuevos desafíos. Incluso con la configuración fija original, hay muchos parámetros que los médicos deben establecer para garantizar un tratamiento efectivo con efectos secundarios mínimos. Hacer que la estimulación sea adaptativa agrega otra capa de complejidad y pone una demanda adicional en el tiempo y la atención de un equipo clínico. En el caso del Parkinson, los efectos de estimulación son casi inmediatos, por lo que es relativamente fácil ver qué tan bien funcionan los ajustes constantes particulares. Pero se debe probar un entorno adaptativo durante al menos unos días para ver qué tan bien hace frente a la rutina diaria del paciente y los ciclos de medicación. Los estimuladores adaptativos también vienen con habilidades de detección. Pueden registrar los niveles dañinos de las ondas cerebrales durante días y semanas para que el equipo clínico pueda revisarlos y ver qué tan bien están controlados. Estas posibilidades son nuevas en el tratamiento del Parkinson, aunque dispositivos implantados similares han estado en uso durante años por cardiólogos y epileptólogos (neurólogos especializados en epilepsia). El estudio de las ondas cerebrales registradas por los estimuladores inteligentes en pacientes con Parkinson abre nuevas puertas para comprender otras enfermedades. Muchos pacientes sufren de problemas como la depresión y el deterioro cognitivo. Los investigadores podrían buscar características en sus señales cerebrales que rastreen la gravedad de estos síntomas utilizando herramientas de IA para encontrar relaciones demasiado sutiles o demasiado complejas para un observador humano. Una rama paralela de la estimulación cerebral profunda la investigación está enfocada sobre el mapeo preciso de los circuitos cerebrales responsables de diferentes síntomas neurológicos y psiquiátricos. Varios estudios recientes informaron éxitos en tratar la depresión, TOC y dolores de cabeza severos. Estimular en el lugar correcto en el momento adecuado teniendo en cuenta lo que el paciente está haciendo es donde está el campo rumbo. Con la tecnología básica ahora en su lugar, el progreso podría ser rápido. UCL News. Traducido al español

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abril 27, 2025

El implante de tronco encefálico blando proporciona una audición de alta resolución

Los investigadores de EPFL han desarrollado un implante auditivo flexible del tronco encefálico (ABI) que se ajusta estrechamente a la superficie curva del tronco encefálico. La tecnología se ha demostrado con éxito “audiing” protésica de alta resolución en macacos. En las últimas dos décadas, muchas personas han recuperado la audición gracias al dispositivo neurotecnológico más exitoso hasta la fecha: el implante coclear. Sin embargo, para quienes tienen el nervio coclear demasiado dañado para un implante coclear estándar, una alternativa prometedora es el implante auditivo de tronco encefálico (ITB). Desafortunadamente, los ITB actuales son implantes rígidos que no permiten un buen contacto con los tejidos. Por ello, los médicos suelen desconectar la mayoría de los electrodos debido a efectos secundarios indeseados, como mareos o tics faciales, lo que provoca que la mayoría de los usuarios de ITB solo perciban sonidos vagos, con poca inteligibilidad del habla. Diseñar un implante blando que se adapte verdaderamente al entorno del tronco encefálico es un hito fundamental para restaurar la audición de los pacientes que no pueden usar implantes cocleares.Estefanía P. Lacour Ahora, un equipo del Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Blandas de la EPFL ha desarrollado una ABI blanda de película delgada . El dispositivo utiliza electrodos de platino a escala micrométrica incrustados en silicona, formando una matriz flexible de apenas una fracción de milímetro de espesor. Este novedoso enfoque, publicado en Nature Biomedical Engineering, permite un mejor contacto con los tejidos, lo que podría prevenir la activación nerviosa no deseada y reducir los efectos secundarios. “Diseñar un implante blando que se adapte perfectamente al entorno del tronco encefálico es un hito crucial para restaurar la audición de pacientes que no pueden usar implantes cocleares. Nuestro éxito en macacos es muy prometedor para trasladar esta tecnología a la práctica clínica y ofrecer una audición más rica y precisa”, afirma Stéphanie P. Lacour, jefa del Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Blandas (LSBI) de la EPFL. Explorando la «audición protésica» con una tarea conductual compleja.En lugar de limitarse a pruebas quirúrgicas, los investigadores realizaron extensos experimentos conductuales en macacos con audición normal. Esto les permitió medir la capacidad de los animales para distinguir patrones de estimulación eléctrica, tal como lo harían con audición acústica natural. “La mitad del desafío consiste en crear un implante viable, la otra mitad en enseñar a un animal a mostrarnos, mediante su comportamiento, lo que realmente oye”, afirma Emilie Revol, coautora principal del proyecto y exestudiante de doctorado en la EPFL. Revol entrenó meticulosamente a los animales para realizar una tarea de discriminación auditiva: los monos aprendieron a presionar y soltar una palanca para indicar si los tonos consecutivos eran iguales o diferentes. “Luego introdujimos la estimulación del ABI suave gradualmente, combinándola inicialmente con tonos normales para que el mono pudiera superar la brecha entre la audición acústica y la protésica”, dice Revol. “Finalmente, el objetivo era ver si el animal podía detectar pequeñas variaciones de un par de electrodos a otro al estimular únicamente el ABI suave. Nuestros resultados sugieren que el animal interpretó estos pulsos casi de la misma manera que los sonidos reales ”. ¿Por qué una matriz blanda?«Nuestra idea principal era aprovechar las interfaces bioelectrónicas blandas para mejorar la adaptación entre electrodos y tejido», explica Alix Trouillet, exinvestigadora postdoctoral en la EPFL y coautora principal del estudio. «Si la matriz se adapta de forma natural a la anatomía curva del tronco encefálico, podemos reducir los umbrales de estimulación y mantener electrodos más activos para una audición de alta resolución». Los electrodos ABI convencionales se apoyan en la superficie dorsal del núcleo coclear, que tiene un radio de 3 mm y una forma compleja. Los electrodos rígidos dejan huecos de aire, lo que provoca una dispersión excesiva de corriente y una estimulación nerviosa no deseada. En cambio, el diseño ultrafino de silicona del equipo de la EPFL se adapta fácilmente al tejido. Además de la adaptabilidad, la microfabricación flexible del arreglo blando permite reconfigurarlo para diferentes anatomías. «La libertad de diseño de la microlitografía es enorme», afirma Trouillet. «Podemos prever un mayor número de electrodos o nuevos diseños que refinen aún más la sintonización específica de frecuencia. Nuestra versión actual alberga 11 electrodos; es posible que futuras iteraciones aumenten considerablemente esta cantidad». Mayor comodidad y menos efectos secundarios. Un resultado crucial del estudio con macacos fue la ausencia de efectos secundarios perceptibles. Los investigadores informan que, dentro del rango de corrientes eléctricas probado, el animal no mostró signos de incomodidad ni espasmos musculares en la cara, quejas comunes entre los usuarios de ABI. «El mono presionó la palanca para activar la estimulación una y otra vez», explica Revol. «Si la estimulación protésica hubiera sido desagradable, probablemente se habría detenido». Camino a la traducción clínica.Si bien estos hallazgos son prometedores, el camino hacia una ITB blanda disponible comercialmente requerirá investigación adicional y medidas regulatorias. «Una posibilidad inmediata es probar el dispositivo intraoperatoriamente en cirugías de ITB en humanos», afirma Lacour, señalando que los colaboradores clínicos del equipo en Boston realizan regularmente procedimientos de ITB en pacientes con daño grave del nervio coclear. «Podrían insertar brevemente nuestra matriz blanda antes del implante estándar para medir si realmente reducimos la activación de nervios dispersos». Además, todo el material de un implante destinado a uso humano debe ser de grado médico completo y demostrar una fiabilidad robusta a largo plazo. Sin embargo, los investigadores confían en las exigentes pruebas que ya ha superado el dispositivo: «Nuestro implante permaneció en el animal durante varios meses, sin ninguna migración medible de los electrodos», señala Trouillet. «Este es un avance crucial, dado que los implantes ABI estándar suelen migrar con el tiempo». Investigación con animales en la EPFL.El proceso científico que dio lugar a la publicación de este artículo involucró animales de laboratorio. Incluso hoy en día, puede que aún sea necesario realizar experimentos in vivo para que biólogos y otros científicos comprendan y modelen procesos biológicos complejos. La EPFL se compromete con la investigación de alta calidad, respetando plenamente las normas éticas y legales vigentes que rigen la investigación con modelos animales. Consciente del bienestar animal y de la responsabilidad que tiene

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abril 27, 2025

LEAN y Lenovo sacuden el mercado de TI de Kuwait con servicios en la nube alojados localmente

Lenovo se destacó entre los proveedores, no solo por la confiabilidad de su hardware, sino por el enfoque práctico de sus expertos. Los negocios en la ciudad de Kuwait al sol están en auge, gracias a un cambio cultural entre sus habitantes más jóvenes y cambios regulatorios. El número de PYME con sede en la ciudad ha aumentado rápidamente desde 2020, con áreas notables de crecimiento en las escenas de fintech y start-up. Sin embargo, el ritmo de crecimiento había desafiado las capacidades de los servicios locales de TI, dejando a las empresas recién fundadas con opciones limitadas para adoptar la nube e impulsar la transformación digital. Hace solo cinco años, las empresas en el próspero centro económico podían optar por confiar en nubes públicas hiperescaleras ubicadas fuera de Kuwait o enfrentar el costo de construir su propio centro de datos local. La ambiciosa firma local de TI LEAN se lanzó en 2019 con el objetivo de interrumpir el mercado con una tercera opción, satisfaciendo las demandas de soberanía de datos de las empresas locales en sectores que van desde petróleo y gas hasta comercio minorista, servicios médicos y finanzas. LEAN quería la mejor infraestructura en la nube para poder ofrecer servicios en la nube confiables, protegidos y alojados localmente a las empresas kuwaitíes por primera vez – y recurrió a Lenovo en busca de ayuda. Fajhan Almutairi, CEO y Cofundador de LEAN, explica: “Nuestra visión fundacional era proporcionar a las empresas locales servicios locales en la nube, alojados y administrados en Kuwait. Al mantener los datos dentro de las fronteras nacionales, podemos garantizar la soberanía de los datos y el cumplimiento de las regulaciones locales, así como el acceso rápido a los datos para los clientes. Nuestro primer paso fue construir una infraestructura en la nube de última generación en nuestro propio centro de datos en Kuwait City.” Nubes en las que puedes confiar LEAN quería asegurarse de que seleccionara al proveedor adecuado como la base de su infraestructura en la nube – y evaluara a los proveedores con un enfoque en la confiabilidad (una consideración primordial para los servicios en la nube) junto con los servicios de soporte. Después de haber realizado una evaluación de los proveedores de x86 en el mercado (los servidores x86 son una arquitectura de computadora estándar para servidores empresariales), la ‘elección fue clara’, dice LEANans Almutairi. LEAN trabajó en estrecha colaboración con expertos de Lenovo para diseñar y construir una infraestructura en la nube de vanguardia, con el equipo de LEANan muy impresionado con la voluntad de Lenovo de trabajar con ellos para ajustar su sistema para que la solución ofreciera los resultados que necesitaban. LEAN optó por ThinkSystem SR630 Lenovo servidores, diseñados para el rendimiento y la fiabilidad. Los servidores de Lenovo ejecutan VMWare vCloud Suite, que reúne el hipervisor vSphere de VMware y la plataforma de administración de nube híbrida de múltiples proveedores de VMware vRealize Suite. El soporte a largo plazo fue clave para LEAN, por lo que la compañía optó por Soporte Lenovo Premier para Centros de Datos ofrecer soporte de punto de contacto único con agentes disponibles las 24 horas del día, los siete días de la semana, junto con XClarity Lenovo para la gestión de hardware sin agentes. Almutairi dice que Lenovo se destacó entre los proveedores, no solo por la confiabilidad de su hardware, sino por el enfoque práctico de sus expertos. Él dice: “El equipo de Lenovo fue más receptivo, más conocedor y más involucrado en el diseño de la construcción. Lenovo, reconociendo el impacto potencial de LEAN en el mercado kuwaití de servicios en la nube, extendió el apoyo inquebrantable y la asistencia personalizada, desempeñando un papel fundamental en la actualización de la visión de LEAN. No solo respondieron las preguntas que hicimos, sino que ayudaron a dar forma al diseño del sistema para que se ajustara mejor a nuestros requisitos John Stamer, VP y GM Global Product Services, Lenovo, dice: “En Lenovo, estamos comprometidos a empoderar a empresas innovadoras como LEAN con las herramientas y el soporte que necesitan para tener éxito. Al combinar nuestra confiable infraestructura ThinkSystem con la experiencia de Premier Supportheats 24/7, adaptamos una solución a las necesidades específicas de LEANan y les permitimos ofrecer un nuevo estándar de servicios en la nube Eliminar el tiempo de inactividad, reduciendo los costos En los cinco años transcurridos desde el lanzamiento de LEAN, se ha convertido en uno de los principales actores en servicios de TI en la ciudad de Kuwait, entregando resultados para clientes en muchos sectores diferentes. De hecho, la compañía ahora alberga 25 entornos de clientes dentro de su infraestructura en la nube. Este nivel de servicio no habría sido posible sin la integración perfecta entre el software XClarity de Lenovoows y la pila de VMware. La gestión del ciclo de vida dramáticamente simplificada ha permitido a la compañía mantenerse a la vanguardia de las actualizaciones de software y firmware y ver importantes ahorros de costos. Almutairi explica, “Sin Lenovo XClarity, tendríamos que contratar a dos administradores de tiempo completo solo para mantenernos al tanto de las operaciones de TI—una gran economía.” Desde que Lenovo y LEAN comenzaron este proyecto, la compañía ha experimentado un tiempo de inactividad cero, lo que ha permitido a LEAN ofrecer garantías de rendimiento a sus clientes. Almutairi dice, “Lenovo se clasifica constantemente como la plataforma x86 con el mejor tiempo de actividad; su confiabilidad es insuperable. La integración perfecta de la tecnología Lenovo y VMware nos da una ventaja sustancial. Simplifica la configuración y administración de nuestro entorno de TI, alineándose perfectamente con nuestros requisitos operativos. Weizve nunca tuvo ningún problema con nuestro hardware, pero saber que el equipo de Soporte Premier de Lenovo está a solo una llamada de distancia es muy tranquilizador.” Una base para el crecimiento Para LEAN, la confiabilidad de las soluciones Lenovo Premier Support y XClarity ha permitido a la compañía ofrecer garantías de rendimiento respaldadas por Service Level Agreement – algo que será crucial para lograr futuros negocios. Almutairi dice que la

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abril 27, 2025

Nexalus, Intel Deliver Innovative Cooling Tech as Computing Demand Grows

Smart co-engineering delivers new cooling solutions that capture over 95% of heat from CPUs, paving the path to more sustainable heat sources. Hidden out of plain sight, small, suitcase-sized boxes perched high on transmission towers are responsible for every cellphone call, video and text, every second, every day. Crammed inside each box, an orchestra of Intel-based communications equipment – GPU, CPU, network interface cards and numerous other electronics – must be kept safe from extreme weather (think sub-zero temperatures or scorching desert-like heat) to operate efficiently. The communications boxes must also meet stringent local regulations. For example, they must be relatively light, weighing in at no more than 22 kilograms (less than 50 pounds), and have to run quietly. As AI usage grows across numerous devices powering a new AI-centric era, so too does the demand for computing. All that demand takes power to run the central processing units (CPUs), graphics processing units (GPUs) and network cards. And that generates heat – lots of heat. Some 5G-based devices run at up to 81 degrees Celsius under full load. Left unchecked, that heat will degrade performance, lead to system instability and potentially trigger hazardous fires. Nexalus has exactly what these customers need. Taking a Scalpel to a Red-Hot Issue Headquartered in Cork, Ireland, this scientific and engineering company has collaborated with Intel to develop advanced thermal solutions that optimize efficiency and reduce costs of CPU- and GPU-based edge deployments. These solutions, featuring smart heat exchangers, cold plates and tiny microjets that quickly pump cooling liquid across the hottest parts of a CPU and GPU, can capture over 95% of computation energy dissipated, repurposing it into hot water that can be redirected elsewhere as sustainable heat sources. The tech is encased in the suitcase-sized, weather-sealed IP66 box that holds the tech to power modern 5G transmission towers. This approach – akin to taking a precision-engineered scalpel to a long-standing computing challenge – is a greener, smarter alternative to today’s noisy, energy-inefficient cooling methods, like air-cooled ventilation fans. Nexalus specifically engineered this technology for Intel® Xeon™ processors. It’s the result of 2-plus years of research, design and rapid prototyping with Intel engineers around the world. As Intel developed its CPU roadmap, teams shared blueprints and plans with Nexalus. That vital information – like the specific location of computing cores that tend to generate the most heat under large workloads – helped the firm speed the development of its proprietary algorithms and optimize its advanced thermal solutions to target specific areas of the chip. “We helped Nexalus to debug and to test their tech in varying real-world conditions, ensuring the CPU, GPU and memory were stressed to extreme temperatures in order to gauge its impact on performance and power levels,” said Uzair Qureshi, system architect in the Edge Compute Group that is part of Intel’s Client Computing Group. Qureshi added that Intel teams spent up to nine months performing intensive tests with a singular goal: ensuring the system would not fail in ruggedized environments and could deliver the intended results without any CPU throttling. A Multiyear Collaboration As Intel innovates and unveils new CPU designs for performance-hungry data centers and telecommunications customers, Nexalus remains in lockstep, delivering advanced cooling solutions that ensure high-performance chips operate at peak efficiency in the most rugged environments imaginable. The joint team also co-engineered these designs: “Intel has spent many years deploying solutions at the network edge that has long been challenged by thermal management, power delivery and environmental factors,” explained Dirk Blevins, senior director and senior principal engineer, NEX Platform Solutions Integration, Intel. Blevins was among the key Intel technologists collaborating with Nexalus in developing advanced cooling solutions for customers seeking smart, energy-efficient alternatives. “Nexalus’ innovative approach is currently being evaluated by major OEMs and carriers, showing promising results that will enhance edge computing capabilities at an accelerated pace.» Toward a Future Where Energy is Reused “We are partnering with Intel and leading OEMs to bring Nexalus’ cutting-edge cooling innovations to the edge and data center markets, helping drive efficiency, sustainability and performance across any industry,” explained Dr. Cathal Wilson, co-founder and chief operating officer of Nexalus. Where others see a huge energy-gulping data center filled with thousands of toasty devices, Wilson sees an untapped opportunity: the potential to redirect that wasted thermal energy into a sustainable heat source – one that could keep homes warm in winter or provide hot showers to neighboring communities. “At Nexalus, we share Intel’s commitment to innovation — specifically in thermal science and engineering. Together, we’re redefining how CPUs and GPUs consume and repurpose energy. We see a future where computing power drives not only performance but also sustainability.” Intel News.

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abril 26, 2025

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