En una de las escenas, los protagonistas van a un concierto que daba un pianista con seis dedos, el único que podía interpretar Impromptu for 12 fingers. Pero aunque parezca ciencia ficción, la verdad es que los científicos han calculado que la polidactilia es un rasgo que pueden tener uno de cada 500 bebés.

Antes de irme de vacaciones, os dejo con una foto de Yoandri Hernández Garrido, alias veinticuatro ya que tiene seis dedos tanto en sus manos como en sus pies. Aunque no toca el piano, parece ser que le viene bien a la hora de “subir por las palmeras a por los cocos y hacerse fotos con los turistas” que visitan la ciudad cubana de Baracoa.

En este vídeo os mostramos algunas de ellas:

Para que nos hagamos una idea pone una serie de fotos de la Estación Espacial Internacional acoplada al transbordador Atlantis a las que recomiendo echar un vistazo. Aun así, no acababa de hacerme una idea, por lo que decidí compararlo con objetos un poco más familiares…

Y no porque fueran muy finas y débiles. Al ser la atmósfera marciana mucho menos densa que la de la Tierra, las nubes que se forman van a ser siempre más flojillas.

El concurso consiste en averiguar qué llamó mi atención y dar con la explicación de ese detalle. La contestación deberá dejarse en los comentarios de este artículo a partir de mañana viernes a las 09:00 hora española (GMT +2). Hasta entonces la posibilidad de dejar comentarios permanecerá cerrada.

El premio: un E-Book reader con pantalla TFT de 7 pulgadas, memoria interna de 2GB, resolución de 800×840 y batería recargable de litio 1200MA que enviaré a casa del ganador siempre y cuando me deje su correo electrónico en el comentario. Es la única manera de que le pueda preguntar por la dirección del envío (único fin para el que se utilizará esta información).

Solución:

Como bien ha indicado César, lo más llamativo de la fotografía es que “la parte inferior de las nubes se corta en linea recta“. Algo que, al menos yo, nunca había observado en el cielo.

La explicación: es un simple artefacto por cómo se obtienen las “fotografías” desde los satélites. La imagen no es una fotografía como las que hacemos normalmente con una cámara. Ha sido confeccionada con los datos recogidos durante tres pases de la Mars Express sobre la superficie de Marte; entre el 25 de noviembre de 2004 y el 22 de junio de 2006. En ese periodo, la parte del suelo y los volcanes permanecieron iguales, por lo que fue sencillo agrupar las imágenes.

Sin embargo, en la segunda órbita, había nubes cubriendo la cumbre de Ceraunius Tholus, aunque sólo se captaron las imágenes en la franja de terreno sobre la que se encontraba enfocada la cámara. Cuando la Mars Express volvió a pasar por tercera vez, las nubes se habían disipado, lo que explica porqué aparecen cortadas siguiendo una línea recta.

Espero que con estas animaciones de la Agencia Espacial Europea, quede un poco más claro cómo es la toma de imágenes desde un satélite artificial.

Pero los astrónomos del telescopio Monte Palomar encontraron los restos de la explosión en los años sesenta y se pusieron a estudiarlos, siendo capaces de saber actualmente que se generó tras la explosión de dos estrellas, una de ellas una enana blanca.

Y es que aún hoy en día los astrónomos son capaces de detectar  el débil resplandor de semejante explosión.

De hecho, sobre el fondo de lo que podemos observar con luz visible, desde el observatorio Chandra son capaces de detectar los rayos X que emite. Representando en colores la energía de estos rayos X, vemos en azul la explosión de los electrones más energéticos.

Sin embargo, los dibujos originales de Brahe, aunque de menos belleza, tienen un mayor encanto. ¿No creéis?

Referencia:
Krause, O., Tanaka, M., Usuda, T., Hattori, T., Goto, M., Birkmann, S., & Nomoto, K. (2008). Tycho Brahe’s 1572 supernova as a standard type Ia as revealed by its light-echo spectrum Nature, 456 (7222), 617-619 DOI: 10.1038/nature07608

Los científicos quieren conocer la estructura tridimensional tanto de la célula como de las macromoléculas individuales que la forman. Para ello recurren en la actualidad a varias técnicas que transforman la información bidimensional que obtiene el microscopio electrónico en imágenes tridimensionales. Es lo que se denomina tomografía, una técnica usada ampliamente hoy en día para el diagnóstico médico o el análisis de materiales.

Para poder interpretar de forma acertada la función biológica de las macromoléculas, se necesita conocer la estructura tridimensional, no sólo de las macromoléculas que se encuentran en el interior, sino también la de la propia célula. En el Centro Nacional de Biotecnología por ejemplo, Cristina Risco estudia la organización en tres dimensiones de los componentes celulares que los virus manipulan dentro de la célula que han infectado. Por su parte, José Jesús Fernández trabaja en el mismo centro estudiando las diferencias en la estructura de los componentes celulares cuando se sufre alguna enfermedad neurodegenerativa.

Para poder realizar un estudio por tomografía electrónica es necesario una preparación previa del material biológico para protegerlo de la radiación electrónica a la que va a ser sometida. Una vez preparada, en el microscopio electrónico se obtiene de 60 a 200 imágenes diferentes, cada una de ellas inclinada alrededor de un grado respecto de la anterior. A partir de este momento, es fundamental un uso muy intensivo de los ordenadores. Inicialmente, para poder procesar la enorme cantidad de información obtenida, ordenando y ajustando cada una de las imágenes en la posición que ocupan una respecto a las otras, se hacía necesario el uso de multitud de ordenadores conectados en red. Sin embargo, el software disponible en la actualidad tan sólo requiere la instalación de una tarjeta gráfica. Aplicando algoritmos de reconstrucción tomográfica,  se procesan los datos obtenidos en los diferentes planos bidimensionales. De este modo, tras aplicar una serie de métodos de procesamiento digital de la imagen, se consigue construir un modelo tridimensional bastante real.

Sin embargo, la necesidad de un hardware específico hace que no todos los ordenadores puedan ser utilizados e incluso, aunque se disponga de una tarjeta gráfica compatible, a la hora de llevar a cabo los procesos de cálculo requeridos, la tarjeta debe tener unas características determinadas que la hagan funcional.

Para facilitar la labor de los científicos, en el grupo de investigación de José Jesús Fernández han optimizado tanto el código de programación, como el aprovechamiento de todas las capacidades de los ordenadores estándar actuales. Combinando una técnica de computación vectorial con el uso de un procedimiento multi-thread y, sin la necesidad de ningún hardware adicional, con cualquier ordenador con un microprocesador multinúcleo y una buena memoria de caché, se puede hacer una reconstrucción tridimensional con la misma velocidad que si se hubiera instalado una tarjeta gráfica.

El método de cálculo que han desarrollado, además de alta velocidad y una resolución nanométrica, supone una gran versatilidad de cara a la creación de software para reconstruir en tres dimensiones los datos obtenidos con la microscopía electrónica por parte de cualquier programador. Además, al no ser precisa la instalación ni de tarjetas gráficas ni de redes de computadoras, se facilita la labor de los médicos y biólogos que van a necesitar la información de las estructuras celulares en tres dimensiones. No les hace falta la ayuda de expertos en informática para trabajar con la información estructural que les proporciona la tomografía. Tan sólo necesitan instalar un programa en sus ordenadores.

Aunque en un principio ha sido desarrollado con la idea de resolver las estructuras tridimensionales de los componentes celulares, el software es válido en cualquier situación en la que se quiera reconstruir una estructura tridimensional en poco tiempo (tomografía computarizada, electrónica, de rayos X u óptica). Por ello, puede ser utilizada tanto por biólogos o médicos como por cualquier otro científico o ingeniero que trabaje en el estudio de materiales.

Referencias:
Agulleiro, J., Garzón, E., García, I., & Fernández, J. (2010). Vectorization with SIMD extensions speeds up reconstruction in electron tomography Journal of Structural Biology, 170 (3), 570-575 DOI: 10.1016/j.jsb.2010.01.008
Pierson, J., Fernández, J., Bos, E., Amini, S., Gnaegi, H., Vos, M., Bel, B., Adolfsen, F., Carrascosa, J., & Peters, P. (2010). Improving the technique of vitreous cryo-sectioning for cryo-electron tomography: Electrostatic charging for section attachment and implementation of an anti-contamination glove box Journal of Structural Biology, 169 (2), 219-225 DOI: 10.1016/j.jsb.2009.10.001
Novoa RR, Calderita G, Arranz R, Fontana J, Granzow H, & Risco C (2005). Virus factories: associations of cell organelles for viral replication and morphogenesis. Biology of the cell / under the auspices of the European Cell Biology Organization, 97 (2), 147-72 PMID: 15656780

Este artículo forma parte de la edición 2.2 del Carnaval de Matemáticas, alojado en Gaussianos.