Abelhas caçadoras de mel trabalham como cérebros complexos

As caçadas estão cheias de decisões, para nós e para as abelhas. Uma das primeiras decisões que ambos enfrentam é o lugar onde viver. P. Kirk Visscher da Universidade da Califórnia, Riverside, em colaboração com Thomas Seeley em Cornell University, NY, esteve durante muito tempo a estudar como é que as abelhas tomam essas decisões. Enxames de abelhas separam-se da sua colónia mãe e vão à procura de uma casa, à procura de uma cavidade segura numa árvore ou em outro lugar que vai fazer um bom lar para a nova colónia. Neste processo, elas comunicam umas com as outras o que encontram através de uma dança: uma abelha exploradora a regressar de um bom local move-se mais e mais numa figura padrão em forma de oito que indica a direção e a distância para o local, e outras abelhas batedoras interpretam esta dança e inspecionam o local elas mesmas.

Normalmente, as batedoras do enxame encontram mais do que um local, caso em que o enxame enfrenta uma decisão que deve ser tomada rapidamente, pois o enxame está exposto e a época para a colheita de mel é passageira. A decisão, no entanto, também deve ser uma boa decisão, o bem-estar futuro da colónia depende de um bom local para o lar.

Visscher, Seeley e colegas publicaram na revista Science Express que eles doutro sinal que desempenha um papel nesse processo - um sinal que é semelhante aos que ocorrem entre os neurónios no cérebro de macacos, quando estes tomam decisões. O chamado "sinal de paragem", é um zumbido muito curto emitido pelo remetente enquanto os batedores batem com a cabeça contra a dançarina. O seu efeito é reduzir e, finalmente, acabar com a dança.

"Parece que os sinais de paragem em enxames de abelhas têm a mesma finalidade que as ligações inibidoras no cérebro dos macacos quando decidem como mover os olhos em resposta a estímulos visuais", disse Visscher, professor de entomologia. "Num caso, temos as abelhas e no outro temos neurónios que suprimem os níveis de atividade de unidades - abelhas a dançar ou centros nervosos - que representam diferentes alternativas. O comportamento das abelhas pode lançar alguma luz sobre as questões gerais de tomada de decisão. As abelhas são muito maiores do que os neurónios, com certeza, e podem ser mais fáceis de estudar! "

Para estudar o sinal de paragem, Seeley, Visscher, e Thomas Schlegel da Universidade de Bristol, Reino Unido, criaram enxames, um de cada vez, numa ilha fora da costa de Maine, que foi desprovida de cavidades naturais de nidificação. Eles também estabeleceram duas caixas de ninho idênticas. Eles marcaram as abelhas batedoras que visitaram as duas caixas com marcas de tinta de duas cores. Eles, então, gravaram em vídeo as batedoras a dançarem com um microfone e videotape para determinar quando é que as mesmas receberam sinais de paragem, e a partir do quais abelhas.

O que a equipa observou foi que os sinais foram parar principalmente aos dançarinos que relataram um determinado local, que foram emitidos por olheiros que tinham sido marcados noutro local.

"A mensagem que o olheiro transmite para o dançarino parece ser que a bailarina deve conter o seu entusiasmo, porque não há outro local do ninho digno de consideração", disse Visscher. "Tal sinal inibitório não é necessariamente hostil. Está simplesmente a dizer: 'Espera um minuto, aqui está outra coisa a considerar, então não vamos ter pressa em recrutar cada abelha para um local que pode não ser o melhor para o enxame. Todas as abelhas têm um interesse comum na escolha do melhor local disponível. "

Visscher explicou que o tipo de inibição cruzada obervado na sinalização de paragem das abelhas se assemelha à inibição cruzada encontrada em sistemas nervosos. No trabalho de pesquisa, modelos teóricos desenvolvidos pelos membros da equipa Patrick Hogan e James Marshall da Universidade de Sheffield, Reino Unido, demonstraram que a inibição cruzada ajuda a garantir que uma decisão não vai se tornar um impasse entre alternativas de igual qualidade.

"Isso é fundamental, porque o enxame deve escolher um único local para o ninho, mesmo se dois locais de igual qualidade estão disponíveis", disse Visscher. "Esta inibição cruzada reduz a produção de danças e, assim, o recrutamento de abelhas para um local concorrente."

Enxames de abelhas de mel são produzidos quando, para estabelecer uma nova colónia, muitos milhares de abelhas operárias deixam uma colmeia que se tornou lotada, trazendo a sua rainha mãe. O enxame de abelhas aglomera-se perto da colmeia dos pais por alguns dias, enquanto várias centenas de abelhas batedoras, as mais antigas do enxame, localizam e anunciam potenciais ninhos e escolhem os melhores.

Para anunciar um local para o ninho, uma abelha dança num padrão em oito, para a frente e para trás. O ângulo do seu corpo durante essa dança representa para as outras abelhas o ângulo para voar. A duração da volta informa as outras abelhas de quão longe o local do ninho é. A dança pode ser entendida como uma reconstituição em miniatura do vôo para a meta; quanto maior o vôo, mais longa é a curva, e o ângulo do vôo em relação à direcção do sol é o mesmo que o ângulo da linha reta entre a dança e o enxame.

Para ser selecionado como um futuro lar, um local deve atrair um certo número de abelhas batedoras. Além disso, há uma competição entre locais para a atenção de um número limitado de batedoras. Quando um local atrai um número "quorum" de batedoras, as abelhas detectam-no, e começam a mudar os seus sinais sobre o enxame. Eles, então, produzem um sinal de tubulação pela vibração dos músculos das suas asas enquanto pressionam para baixo outra abelha. Este sinal leva as abelhas dos enxames, a maioria das quais simplesmente ficam tranquilamente no enxame durante o processo de tomada de decisão, para se aquecerem em preparação para a descolagem.

O sinal de tubulação também está associado com uma mudança no comportamento do sinal de paragem. Depois da tubulação começar, os sinais de paragem já não são entregues reciprocamente, em vez disso dançarinos começam a receber sinais de paragem de batedores que tinham visitado o seu próprio local para o ninho, bem como o local do ninho alternativo.

"Aparentemente, neste momento, a mensagem dos sinais de paragem muda, e pode ser pensado como, "parem de dançar, é hora de se prepararem para o enxame voar", explicou Visscher. "É importante para os batedores irem com o enxame quando descola, porque eles são responsáveis por orientar o vôo para o local do ninho."

Fonte: E! Science News

Câmaras de imagem térmica em smartphones de soldados

Os smartphones já são ferramentas para todas as ocasiões para os civis. Mas será que podem ser também úteis para soldados? A DARPA quer dar um passo nessa direção, reduzindo o tamanho das câmaras de imagem térmica para caberem nos telefones dos soldados.
A imagem térmica mostra como se vê o mundo com comprimentos de onda de infravermelhos de 8 a 12 micrómetros. Nesses comprimentos de onda, as pessoas, os animais de sangue quente, e os motores em funcionamento motores brilham contra o frio fundo das plantas e do solo. Os bombeiros usam câmaras de imagem térmica para identificar pontos quentes perigosos. Os soldados usam-nas para verificar o que pode estar escondido no mato, especialmente com pouca luz.
Mas as câmaras de imagem térmica de hoje são grandes e caras: as versões standard dos militares assemelham-se a binóculos e custam milhares de dólares. Os modelos civis usados por bombeiros e empreiteiros custam 1000 dólares ou mais e podem pesar alguns quilos. Os principais problemas são o alto custo, grande tamanho, e requisitos de energia dos sensores de infravermelhos necessários para gravar imagens em comprimentos de onda cerca de 20 vezes maiores do que a luz visível.
Para superar esses problemas, a DARPA está a pagar à Raytheon Vision Systems 13,4 milhões de dólares ao longo de três anos para desenvolver formas de tornar os sensores pequenos e baratos o suficiente para serem integrados em telemóveis. Em breve cada soldado dos EUA poderà ter uma câmara de imagens térmicas no seu bolso traseiro.

Fonte: New Scientist

Bebés prematuros têm menos bactérias, mas mais perigosas

Pesquisadores da Universidade Duke Medical Center e da Escola do Meio Ambiente Nicholas analisaram para os microorganismos existentes em 11 recém-nascidos prematuros e encontraram uma diversidade muito menor do que em bebés nascidos a termo.
“Os intestinos dos bebés foram controlados por microorganismos que sabemos que são perigosos se passarem para a corrente sanguínea", disse o autor sénior Patrick Seed, MD, PhD, e professor assistente de pediatria da Duke. "Mesmo depois de os bebés não estarem mais sob efeito de antibióticos, as bactérias saudáveis não apareceram muito rapidamente. Esta pode ser uma razão pela qual os bebés prematuros são tão vulneráveis a infeções."
Todas as crianças prematuras foramtratadas com antibióticos após o nascimento, o que eliminaria alguns tipos de bactérias e leveduras, mas uma vez terminado o tratamento e iniciada a alimentação normal, os pesquisadores esperavam ver mais diversidade de bactérias no aparelho digestivo em desenvolvimento dos bebés. Os resultados foram publicados na revista PLoS One.
Cinco crianças tiveram infecções no sangue, enquanto três tiveram enterocolite necrosante, uma morte relacionada com infecção do tecido do intestino, disse Seed.
Seed disse que, embora os bebés do estudo foram colonizados principalmente por organismos que foram encontrados em amostras de fezes, em alguns casos, eles também tinham infecções com Staphylococcus epidermidis, uma forma de infecção por estafilococos, que era abundante em muitos dos aparelhos digestivos dos bebés.
As bactérias e leveduras nos aparelhos digestivos de bebés prematuros são causas conhecidas de infecções devastadoras para esses bebés. O intestino parece ser um reservatório de alguns organismos que originam infecções, afirmou Seed. Antes deste trabalho, "nós só sabíamos a ponta do iceberg", disse ele.
Os pesquisadores usaram a técnica de genome (DNA) typing das bactérias, fungos e parasitas para determinar quais os tipos que estavam presentes. Não está claro se os recém-nascidos apanham essas infecções a partir do leite da sua mãe, do sangue, ou de outras formas, ou se os agentes patogénicos provêm do ambiente em torno dos recém-nascidos.
"É importante saber a proveniência desses microorganismos, de modo que os médicos possam possivelmente manipular o ambiente dos bebés ou dos seus sistemas digestivos," disse Seed. Ele observou que outros estudos têm mostrado benefícios em dar aos bebés substâncias probióticas, fazendo pender a balança interna para mais bactérias favoráveis, necessárias para a imunidade e para uma melhor saúde.
Seeed salientou que certas bactérias e outros microrganismosos são úteis para os bebés crescerem e desenvolverem os seus sistemas imunológico, por isso é importante não causar nenhum dano, criando um ambiente anti-séptico.
"É uma questão de equilíbrio", disse Seed. "Como esses bebés são vulneráveis, nós não gostaríamos de eliminar todas as bactérias, mesmo as bactérias potencialmente prejudiciais."

Fonte: Science Daily

O cérebro é uma peça chave na regulação do metabolismo da glucose em seres humanos

Um estudo recente poderá mudar o tratamento da diabetes. Pesquisadores na Faculdade de Medicina Albert Einstein da Universidade de Yeshiva, nos EUA, conseguiram demonstrar pela primeira vez que o cérebro exerce um papel importante na regulação do metabolismo da glucose (açúcar) em humanos. Um artigo sobre o estudo, “Activation of KATP channels suppresses glucose production in humans“, foi publicado na revista científica especializada Journal of Clinical Investigation.
Meredith Hawkins, líder da equipa do estudo, explica que um estudo anterior criou controvérsia por ter demonstrado a importância do cérebro na regulação da produção de glucose no fígado em roedores, mas falhado em testes com cães. O estudo recente, no entanto, conseguiu demonstrar que sinais são enviados do cérebro para o fígado quando canais de potássio são ativados no hipotálamo cerebral humano, diminuindo a produção de açúcar.
Os testes foram realizados ministrando a droga diazóxido por via oral em pessoas não diabéticas para ativar os canais de potássio no hipocampo. Ao mesmo tempo, a secreção hormonal no pâncreas (insulina) foi controlada de forma a assegurar que a mudança na produção de glucose era causada apenas pelo efeito da droga no cérebro. Os resultados dos testes de sangue revelaram uma redução considerável da produção de glucose no fígado.
A coautora do estudo, Preeti Kishore, relata que novas investigações estão a ser feitas com pessoas diabéticas e acredita, caso os resultados confirmem o esperado, ser possível restaurar a regulação normal de glucose ao ativar canais de potássio no cérebro.

Fonte: Ciência Diária

Reposição de peças na Estação Espacial Internacional

por Jeremy Hsu e InnovationNewsDaily

Com o lançamento do equivalente a 1 bilião de dólares americanos em peças de reposição para a Estação Espacial Internacional será possível manter o posto orbital da Terra em operação durante mais de uma década. O envio de algumas impressoras 3D representa um investimento na capacidade de construir tudo que é necessário no momento: peças para a estação espacial, equipamentos usados pelos astronautas, satélites e até mesmo pequenas naves.
O primeiro passo rumo ao fabrico de peças no espaço poderá ser o resultado de uma recente seleção feita pela NASA, com a proposta de uma empresa americana recém criada, para a construção de uma impressora 3D para a estação espacial. Essa tecnologia de impressão poderia construir qualquer quantidade de objetos, camada por camada, baseados em projetos enviados digitalmente pelo controlo de missões. Os astronautas só necessitariam de matéria-prima como plástico ou metal para produzir novas ferramentas ou peças de reposição, no momento em que forem necessários.
"Quando uma ferramenta se estraga, na pior das hipóteses a tripulação da estação espacial chamaria Houston e diria: 'Enviem-nos um arquivo CAD (computer-aided design, em inglês, ou projeto gerado em computador) dessa ferramenta', e eles teriam condições de imprimi-la em 3D", realça Jason Dunn, diretor de tecnologia e cofundador da Made in Space, Inc. "Talvez, no futuro, eles poderão projetar as peças eles mesmos".
A Made in Space originou-se da Singularity University – uma escola para empresas iniciantes focadas na solução dos maiores problemas do mundo – optou por localizar-se no NASA Ames Research Park, em Moffett Field, Califórnia, perto de Silicon Valley.
Os fundadores estimam que a impressão de peças no espaço poderá reduzir a massa estrutural dos objetos em pelo menos 30%, porque eles não precisarão de sobreviver à gravidade da Terra ou às extremas forças gravitacionais suportadas durante lançamentos em órbita, a bordo de um foguetão.
"O nosso objetivo em longo prazo para a impressão 3D é realmente construir uma nave inteira em condição operacional", reforçou Dunn ao InnovationNewsDaily. "Um satélite em miniatura poderia ser construído nos próximos anos com a máquina que estamos a projetar para a estação espacial".
Primeiro, a empresa precisa de criar uma impressora 3D que funcione bem em condições aparentemente sem gravidade. Eles usaram financiamentos anteriores da NASA para testar um protótipo e diversas impressoras comerciais 3D durante duas horas a bordo de uma aeronave, em mergulhos que simulam a microgravidade. Dessas experiências de impressão resultou a primeira ferramenta do mundo – uma pequena chave inglesa – já impressa em gravidade parcial.
Os testes acabaram por convencer Dunn e a sua equipa a seguir em frente com a sua própria concepção personalizada de impressora. Eles planeiam concentrar-se numa impressora extrusora capaz de construir objetos de polímeros plásticos, mas dizem que a impressora também poderá produzir um enorme número de peças de reposição para a estação espacial.
"Nós acreditamos que um terço dessas peças poderia ser produzido usando a máquina que estamos a construir agora", realçou Dunn. "Estamos a começar com polímeros, porque a produção de peças com esses materiais baseia-se em extrusão e, em alguns casos, estamos a começar a produzir os nossos próprios polímeros adaptados ao espaço".
Com a proposta à Small Business Innovative Research (Pesquisa Inovadora de Pequenas Empresas), apresentada em associação com Arkyd Astronautics, Inc e a NanoRacks, LLC, o projeto passa a ter direito a receber até US$ 125.000 em financiamento da NASA no próximo ano. Se tudo correr bem com os próximos voos parabólicos e suborbitais, até 2014 a Made in Space poderá ter a sua primeira impressora 3D instalada.

Fonte: Scientific American