Redacción

Los resultados de esta investigación, publicados en la revista Science, detallan la primera simulación por ordenador de la formación de partículas atmosféricas que se basa totalmente en datos experimentales. La investigación fue posible gracias a un sofisticado laboratorio llamado CLOUD, con sede en el centro de investigación CERN en Suiza.

Las nubes son un elemento central de los modelos climáticos porque reflejan la luz del Sol hacia el espacio y limitan así la cantidad de energía que proviene del Sol. Sin embargo, el papel que juegan las nubes en el cambio climático es uno de los factores menos comprendidos hasta ahora.

Las nubes en la atmósfera consisten en pequeñas gotitas que se forman cuando el agua se condensa alrededor de pequeñas partículas en la atmósfera llamadas "aerosoles". La comprensión de cómo se forman los aerosoles es por lo tanto vital para entender la formación de nubes.

Durante más de 30 años, los científicos han construido simulaciones por ordenador de los gases atmosféricos sobre la base de mediciones de las velocidades de reacción química en un laboratorio. Esta capacidad ha sido esencial para nuestra comprensión actual de la atmósfera, incluida la destrucción de la capa de ozono.

Sin embargo, hasta ahora el mismo nivel de comprensión no ha sido posible para las partículas de aerosol presentes en la atmósfera, debido a los enormes desafíos involucrados en la medición fiable de la formación de partículas en un laboratorio.

Modelo global

Para resolver en este enigma, los científicos británicos elaboraron un modelo global fisicoquímico de los aerosoles integrando los datos más recientes de la experiencia CLOUD instalada en el CERN.

El objetivo CLOUD es evaluar todos los parámetros que participan en la formación de los aerosoles. A través del programa CLOUD, los científicos simulan en laboratorio las condiciones atmosféricas que participan en la formación de los aerosoles: la presión, la temperatura y los componentes químicos de los aerosoles.

El experimento CLOUD puede medir la "nucleación" de nuevas partículas atmosféricas, es decir, cuando ciertas moléculas de la atmósfera se agrupan y crecen para formar nuevas partículas, en una cámara especialmente diseñada bajo condiciones ambientales extremadamente controladas. La nucleación es importante porque, por las estimaciones actuales, aproximadamente la mitad de todas las gotas de las nubes están formadas en partículas de aerosol que fueron creados de esta manera.

A través del modelo global, los investigadores comprobaron que la producción de aerosoles de 3 nanómetros a una altitud inferior a los 15 kilómetros se reparte entre los diferentes procesos implicados de la manera siguiente: 14% para la nucleación binaria, 65% de nucleación ternaria inorgánica y 21% para la nucleación ternaria orgánica. El modelo global es concordante con las observaciones atmosféricas, tanto de alta como de baja altitud.

La experiencia CLOUD ayuda también a los aceleradores de partículas a simular los rayos cósmicos, que son partículas de alta energía que bombardean la atmósfera y que juegan también un papel importante en la formación de aerosoles, ya que los rayos cósmicos engendran en la atmósfera iones que facilitan la síntesis de las partículas.

Este estudio de la Universidad de Leeds estima que el 28% de los aerosoles son producidos por una nucleación inducida por un ion. Además, en las regiones atmosféricas en las que la tasa de producción de aerosoles es débil, dominan los procesos que implican acciones de los iones.

Ahora, por primera vez, un equipo de investigadores del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC-New York) ha identificado lo que constituye una condición necesaria para la conciencia: un vínculo entre la región del tronco cerebral implicado en el sueño, por un lado, y las regiones implicadas en la sensibilización, por otro lado, dos condiciones necesarias para que pueda emerger la conciencia.

En neurología clásica, la conciencia es considerada generalmente como un estado compuesto de dos elementos esenciales: el despertar y la sensibilidad. Ahora sabemos que el estado de vigilia es regulado por el tronco cerebral, la parte del sistema nervioso central que une al cerebro con la médula espinal, responsable del ciclo vigilia/sueño y de los ritmos cardiaco y respiratorio.

En cuanto a la sensibilización, se ha considerado durante mucho tiempo que residía en alguna región del córtex, la capa externa del cerebro. Pero la forma en la que el cerebro mantiene este estado de conciencia era totalmente desconocida.

Para su investigación, publicada en la revista Neurology, los investigadores analizaron a 36 pacientes de hospital que habían tenido lesiones del tronco cerebral. Doce de entre ellos estaban en coma (y por ello inconscientes) y 24 estaban conscientes.

Mapa

A continuación analizaron el tronco cerebral y descubrieron que la zona conocida como el tegmento pontino dorsolateral rostral estaba asociada al coma. Constataron que 10 de los 12 pacientes inconscientes en estado de coma tenían lesiones en esta parte del tronco cerebral, frente a 1 sólo de los 24 pacientes conscientes.

Estamos satisfechos por haber descubierto que esta pequeña zona única es esencial para la conciencia. Cuando está dañada, casi todos los pacientes caen en coma, explica uno de los investigadores, Michael Fox, del Beth Israel Deaconess Medical Centre de la Harvard Medical School, en el comunicado difundido por la Universidad de Harvard.

A continuación, los investigadores usaron un esquema de las conexiones del cerebro humano en perfecto estado de salud para identificar las otras partes del cerebro conectadas a estas lesiones que provocan el coma.

Los análisis descubrieron dos zonas implicadas: una en la corteza insular (ínsula) y la otra en el cortex del singulo anterior. Estas dos regiones ya habían sido vinculadas en investigaciones anteriores a la excitación y la sensibilización, pero es la primera vez que se vinculan también al tronco cerebral.

Descubren en qué parte está alojada la conciencia

ciencia

Científicos británicos han resuelto uno de los problemas más difíciles y de larga duración en la ciencia atmosférica: entender cómo se forman las partículas en la atmósfera, informa la Universidad de Leeds en un comunicado.

Científicos y filósofos llevan mucho tiempo tratando de comprender la conciencia humana, que sigue siendo uno de los mayores misterios de nuestro cerebro.