jueves, 31 de agosto de 2017

Los viajes y los cambios en la microbiota intestinal

¿Tiene usted planeado viajar hasta Bali o la Polinesia francesa este verano? Quizás, mientras lee estas líneas, se imagine tomando el sol en una playa paradisíaca, bebiendo un zumo de frutas exóticas, a punto de zambullirse en un mar transparente. Suena bien, muy bien. Pero cuidado con los problemas de salud que puede acarrear el jet lag durante los días posteriores al viaje.
Cansancio, insomnio, mareos, somnolencia, hambre o incluso trastornos intestinales como estreñimiento o diarrea. Todos estos síntomas pueden aparecer cuando se cruzan varios husos horarios, debido al jet lag: un trastorno temporal del sueño provocado por el desajuste de los ritmos circadianos naturales.
Y ahora sabemos que el jet lag también afecta a la microbiota en su intestino. En un estudio publicado por Cell, investigadores del Instituto de Ciencias Weizmann de Israel, han revelado que tanto en ratones como en hombres, los cambios en el reloj biológico afectan a las bacterias hospedadas en el intestino. Para ello, realizaron un experimento con un grupo de voluntarios que habían viajado de Estados Unidos a Israel, con una diferencia horaria de entre ocho a diez horas. Los pobres ratones del estudio no se movieron, pero los científicos modificaron sus hábitos alimenticios y la iluminación de sus hábitats para inducir los efectos del jet lag.
Los investigadores tomaron muestras fecales antes y después del viaje (o viaje simulado) para determinar las bacterias presentes en sus intestinos y constataron que no solo cambiaba la composición bacteriana intestinal, sino también que los microorganismos que más prosperaban tras estos cambios eran los que más se relacionan con la obesidad y otros problemas de salud.
Asimismo, los científicos trasplantaron muestras de heces de humanos bajo los efectos del jet lag a ratones desprovistos de microbios intestinales y observaron que estos ganaban más peso y grasa corporal y que sus niveles de azúcar en sangre aumentaban más que aquellos que habían recibido heces de individuos antes del jet lag.
Si usted solo viaja en avión una vez al año para sus vacaciones de verano, el hecho de que su microbiota intestinal cambie no supone un gran problema, aparte de unos mareos o cierto malestar intestinal durante unos días. Porque afortunadamente, los efectos del jet lag en la composición de la microbiota intestinal se disipan en tan solo unas semanas. Sin embargo, si tiene que viajar a menudo, recorriendo el planeta o pasando de una zona horaria a otra, o trabaja por turnos o como piloto de avión, esto podría acarrearle graves consecuencias, ya que las alteraciones en la composición de la microbiota intestinal están ligados a la obesidad, la diabetes y otros problemas de salud. Esto podría explicar por qué las personas que viajan con frecuencia tienen tendencia a engordar.
El jet lag también se relaciona con trastornos gastrointestinales como la diarrea o el estreñimiento, por un cambio en la alimentación (el consumo de especialidades locales) y en los horarios de las comidas para adaptarse a las nuevas zonas horarias. Sin embargo, estos trastornos digestivos podrían deberse más al viaje en sí que al jet lag relacionado con los trastornos del sueño.

Referencia:
Thaiss C, Zeevi D, Maayan L, et al. Transkingdom Control of Microbiota Diurnal Oscillations Promotes Metabolic Homeostasis. Cell. 2014; 159: 514-529.
Cristina Sáez

Las bacterias intestinales pueden alterar los efectos protectores de un gen que evita la diabetes tipo 1

HISTORIA COMPLETA

Diabetes concepto (imagen de archivo). Un nuevo estudio encontró que a pesar de albergar un poderoso gen guardián, los ratones desarrollaron una inflamación severa del páncreas - un precursor de la diabetes tipo 1 - después de recibir antibióticos poco después del nacimiento o si se criaron en un ambiente estéril.
Crédito: © designer491 / Fotolia
Mantener el sistema inmunológico en equilibrio no es una hazaña pequeña. Debe permanecer muy alerta para detectar y desarmar a los invasores extranjeros y lo suficientemente inteligentes como para reconocer los propios tejidos y órganos del cuerpo para evitarlos de un ataque mal dirigido, una respuesta conocida como autoinmunidad.
Algunos de los caballos de batalla que mantienen el sistema inmunológico bajo control son proteínas diminutas en la superficie de las células codificadas por un conjunto de genes guardian - antígeno leucocitario humano (HLA) en humanos y principales complejos de histocompatibilidad (MHC) en ratones. Los científicos han sabido durante mucho tiempo que ciertas variantes comunes de los genes HLA / MHC protegen contra una gama de enfermedades autoinmunes, notablemente la diabetes tipo 1.
Sin embargo, cómo estos genes y las diminutas proteínas celulares que regulan producen sus efectos inmunomoduladores han permanecido envueltos en misterio. Ahora, un estudio realizado en ratones dirigido por científicos de la Escuela de Medicina de Harvard revela que al menos uno de estos genes tiene una influencia protectora que está poderosamente formada por los trillones de bacterias intestinales conocidas colectivamente como la microbiota intestinal.
Los experimentos del equipo, publicados el 21 de agosto en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , muestran que a pesar de albergar el poderoso gen guardián, los ratones desarrollaron una inflamación severa del páncreas - un precursor de la diabetes tipo 1 - después de recibir antibióticos poco después del nacimiento O si se plantea en un ambiente estéril.
Los nuevos hallazgos demuestran que las bacterias intestinales son potentes catalizadores de la autoinmunidad y la función de las células pancreáticas y que las perturbaciones en la microbiota intestinal pueden precipitar la diabetes. Los resultados también abren vías para terapias de inmunomodulación dirigidas a mantener el delicado equilibrio bacteriano de la microbiota intestinal.
"Creemos que nuestros resultados no sólo ofrecen una pista en un misterio de larga data sino que también plantean la posibilidad de que las sustancias o las influencias ambientales que alteran el equilibrio intestinal pueden modular los efectos de un poderoso gen protector y moldear el riesgo de enfermedad", dijo Diane Mathis, Dirigió el estudio junto con Christophe Benoist, ambos profesores del Departamento de Microbiología e Inmunobiología de la Escuela de Medicina de Harvard.
Los investigadores advierten que existen importantes diferencias fisiológicas entre los ratones y los humanos y enfatizan que se necesitan más estudios para dilucidar con precisión cómo las bacterias intestinales afectan la actividad génica y el riesgo de un ataque autoinmune al páncreas.
Sin embargo, los científicos dicen que sus resultados ponen de relieve el papel del intestino en la función inmune adecuada y apuntan a la existencia de una ventana crítica en el desarrollo adecuado del microbioma del intestino, tiempo durante el cual los intestinos se poblan con una variedad de bacterias.
"Nuestros hallazgos necesitan ser confirmados en otros experimentos", dijo Mathis. "Sin embargo, nuestros resultados ilustran poderosamente la noción de que la exposición temprana a los antibióticos puede modular el riesgo de enfermedad y que evitar o al menos minimizar el tratamiento con antibióticos en lactantes y mujeres embarazadas durante los períodos críticos de desarrollo puede ser una buena idea".
La diabetes tipo 1, un trastorno que afecta a más de 1,2 millones de estadounidenses, está marcada por una disfunción de las células productoras de insulina del páncreas. La condición lleva a una acumulación peligrosa de azúcar en el cuerpo que, con el tiempo, puede tener un grave peaje en el corazón, los riñones, los ojos y el cerebro. A diferencia de la diabetes tipo 2 mucho más común, que se desarrolla como resultado del peso excesivo, la obesidad y la dieta en la mayoría de los adultos de mediana edad y adultos mayores, la diabetes tipo 1 tiende a afectar a los adultos más jóvenes y los niños.
En el estudio, los investigadores trabajaron con ratones criados para desarrollar espontáneamente la diabetes, el modelo animal clásico para estudiar la enfermedad. Sin embargo, este grupo en particular también fue criado para llevar una variante de genes protectores mostrados en estudios anteriores para evitar la diabetes tipo 1 a pesar de la fuerte predisposición de los animales a la enfermedad.
Cuando se trataron con antibióticos en las primeras seis semanas de vida, los ratones pasaron a desarrollar inflamación pancreática, un precursor de la diabetes tipo 1, a pesar de llevar el gen guardián. El tratamiento con antibióticos más tarde en la vida - entre seis y 10 semanas después del nacimiento - no condujo a la pérdida de protección contra la diabetes. La observación sugiere un período durante el cual el intestino del recién nacido es sembrado por varios gérmenes, los investigadores dicen. Interferir con ese proceso mediante la administración de antibióticos parece interrumpir el equilibrio de la microbiota intestinal, que a su vez conduce a la pérdida de protección genética, agregaron los investigadores.
Curiosamente, los ratones cuyo gen protector fue transmitido por el padre pasó a desarrollar diabetes. Los ratones que heredaron una copia del gen guardián de su madre, sin embargo, eran resistentes a la diabetes. La observación destaca el papel protector crítico de exponer a un recién nacido a la microbiota de la madre, que se transmite durante el nacimiento.
Los ratones cuyas madres recibieron antibióticos en los 10 días antes de dar a luz perdieron su protección genética, descubrieron los investigadores, y continuaron desarrollando inflamación pancreática. Los ratones nacidos con el gen protector pero criados en jaulas estériles y privados de exposición bacteriana durante el desarrollo temprano nunca adquirieron equilibrio microbiano intestinal y protección de la enfermedad. Estos animales desarrollaron una inflamación pancreática grave típicamente observada en ratones diabéticos. Esta observación, según los investigadores, subraya aún más la importancia de la exposición ambiental temprana a una variedad de gérmenes en el desarrollo adecuado del sistema inmunológico. Los investigadores señalan que el hallazgo es también consistente con la llamada hipótesis de higiene, Que postula que la disminución del número de infecciones de la infancia y la falta de suficiente exposición a los gérmenes durante la primera infancia puede alimentar el riesgo de vida de una persona para las enfermedades alérgicas y autoinmunes. Ese vínculo, sin embargo, advierten los investigadores, aún no ha sido probado.
En un conjunto final de experimentos, el equipo realizó trasplantes fecales en ratones propensos a la diabetes sin el gen protector usando materia fecal obtenida de ratones que llevaban el gen guardián. Tras el trasplante fecal, los ratones propensos a la diabetes mostraron una dramática reducción de la inflamación de las células pancreáticas y no desarrollaron diabetes - un hallazgo que afirma más el papel de las bacterias intestinales como un potente modulador de la enfermedad.
Los co-investigadores son Michael Silverman, Lindsay Kua, Alessandro Tanca, Mauro Pala, Antonio Palomba, Ceylan Tanes, Kyle Bittinger y Sergio Uzzau.
El trabajo fue apoyado por la fundación de JPB, un regalo de la familia de Howalt, por un premio de la beca de la sociedad pediátrica de la enfermedad infecciosa, la beca 10-2013-105 de la fundación de la investigación de la diabetes juvenil, un centro K12 de la investigación de la salud del niño, Otorgar K08AI114970, y una beca de la Fundación Nacional de Ciencias DGE1144152.
Fuente de la historia:
Materiales suministrados por Harvard Medical School . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Michael Silverman, Lindsay Kua, Alessandro Tanca, Mauro Pala, Antonio Palomba, Ceylan Tanes, Kyle Bittinger, Sergio Uzzau, Christophe Benoist, Diane Mathis. El alelo del complejo de histocompatibilidad principal preventivo previene la diabetes tipo 1 formando la microbiota intestinal temprano en la ontogenia . Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 2017; 201712280 DOI: 10.1073 / pnas.1712280114

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Las bacterias intestinales que "hablan" a las células humanas pueden conducir a nuevos tratamientos



Bacterias (imagen de archivo).
Crédito: © 7activestudio / Fotolia
Tenemos una relación simbiótica con los trillones de bacterias que viven en nuestros cuerpos - nos ayudan, les ayudamos. Resulta que incluso hablan el mismo idioma. Y la nueva investigación de la Universidad Rockefeller y la Icahn School of Medicine en el Monte. Sinai sugiere que estos nuevos descubrimientos pueden abrir la puerta a la flora intestinal "manipulada" que puede tener efectos terapéuticamente beneficiosos sobre la enfermedad.
"Lo llamamos mimetismo", dice Sean Brady, director del Laboratorio de Moléculas Genéticamente Codificadas de la Universidad de Rockefeller, donde se realizó la investigación. El descubrimiento se describe en un artículo publicado esta semana en la revista Nature .
En un descubrimiento de doble cañón, Brady y el co-investigador Louis Cohen encontraron que las bacterias intestinales y las células humanas, aunque diferentes en muchos aspectos, hablan lo que es básicamente el mismo lenguaje químico, basado en moléculas llamadas ligandos. Sobre la base de eso, se desarrolló un método para ingeniería genética de las bacterias para producir moléculas que tienen el potencial para tratar ciertos trastornos alterando el metabolismo humano. En una prueba de su sistema en ratones, la introducción de bacterias intestinales modificadas condujo a niveles reducidos de glucosa en sangre y otros cambios metabólicos en los animales.
Suplantación molecular
El método implica la relación de bloqueo y clave de ligandos, que se unen a receptores en las membranas de células humanas para producir efectos biológicos específicos. En este caso, las moléculas derivadas de bacterias imitan ligandos humanos que se unen a una clase de receptores conocidos como GPCR, para receptores acoplados a proteína G.
Muchos de los GPCR están implicados en enfermedades metabólicas, dice Brady, y son los objetivos más comunes de la terapia con fármacos. Y están convenientemente presentes en el tracto gastrointestinal, donde las bacterias intestinales también se encuentran. "Si vas a hablar con las bacterias", dice Brady, "vas a hablar con ellas allí mismo". (Las bacterias intestinales son parte del microbioma, la comunidad más grande de microbios que existen dentro y sobre el cuerpo humano.)
En su trabajo, Cohen y Brady manipularon bacterias intestinales para producir ligandos específicos, N-acilamidas, que se unen con un receptor humano específico, GPR 119, que se sabe que está implicado en la regulación de la glucosa y el apetito, y que ha sido previamente un Objetivo terapéutico para el tratamiento de la diabetes y la obesidad. Los ligandos bacterianos que crearon resultaron ser casi idénticos estructuralmente a los ligandos humanos, dice Cohen, un profesor asistente de gastroenterología en la Icahn School of Medicine en el Monte. Sinai.
Manipulación del sistema
Entre las ventajas de trabajar con bacterias, dice Cohen, quien pasó cinco años en el laboratorio de Brady como parte del Programa de Estudiantes Clínicos de Rockefeller, es que sus genes son más fáciles de manipular que los genes humanos y mucho se sabe sobre ellos. "Todos los genes de todas las bacterias dentro de nosotros se han secuenciado en algún momento", dice.
En proyectos anteriores, los investigadores del laboratorio de Brady han extraído microbios del suelo en busca de agentes terapéuticos naturales. En este caso, Cohen comenzó con muestras de heces humanas en su búsqueda de bacterias intestinales con ADN que pudiera diseñar. Cuando los encontró, los clonó y los envasó dentro de la bacteria E. coli , que es fácil de cultivar. Entonces pudo ver qué moléculas fabricaban las cepas de E. coli .
Aunque son el producto de microorganismos no humanos, Brady dice que es un error pensar en los ligandos bacterianos que crean en el laboratorio como extraños. "El mayor cambio en el pensamiento en este campo durante los últimos 20 años es que nuestra relación con estas bacterias no es antagónica", dice. "Son parte de nuestra fisiología, lo que estamos haciendo es aprovechar el sistema nativo y manipularlo a nuestro favor".
"Este es un primer paso en lo que esperamos sea un interrogatorio funcional a gran escala de lo que las moléculas derivadas de los microbios pueden hacer", dice Brady. Su plan es ampliar sistemáticamente y definir la química que está siendo utilizada por las bacterias en nuestras tripas para interactuar con nosotros. Nuestros vientres, resulta, están llenos de promesas.
Fuente de la historia:
Materiales suministrados por la Universidad Rockefeller . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Louis J. Cohen, Daria Esterhazy, Seong-Hwan Kim, Christophe Lemetre, Rhiannon R. Aguilar, Emma A. Gordon, Amanda J. Pickard, Justin R. Cruz, Ana B. Emiliano, Sun M. Han, John Chu, Xavier Vila-Farres, Jeremy Kaplitt, Aneta Rogoz, Paula Y. Calle, Craig Hunter, J. Kipchirchir Bitok, Sean F. Brady. Las bacterias comensales producen ligandos GPCR que imitan las moléculas de señalización humana . Nature , 2017; DOI: 10.1038 / naturaleza23874

Calientan las aguas del Antártico un grado y se sorprenden del resultado imprimir este contenidoFacebookDeliciousMeneameArroba

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<p>Viaje matutino del equipo de la Prospección Antártica Británica en la Antártida / Gail Ashton</p>
Viaje matutino del equipo de la Prospección Antártica Británica en la Antártida / Gail Ashton
Predecir cómo los organismos y comunidades enteras responderán al cambio climático en el futuro sigue siendo un desafío importante para los científicos. Por esta razón, Gail Ashton, de la Prospección Antártica Británica y el Smithsonian Environmental Research Center, y su equipo decidieron calentar una zona del fondo marino alrededor de la Estación de Investigación de Rothera –situada en la isla Adelaida, frente a la península antártica–.  
Para realizar este experimento, desplegaron una serie de paneles para calentar una fina capa de agua entre 1 y 2 °C por encima de la temperatura ambiente. Estos aumentos en la temperatura global son los que se espera que se produzcan dentro de los próximos 50 y 100 años, respectivamente.
Estos aumentos en la temperatura global son los que se espera que se produzcan dentro de los próximos 50 y 100 años
Los hallazgos del ‘experimento más realista de calentamiento oceánico hasta la fecha’, según los autores, se han publicado en la revista Current Biology y muestran que los efectos del calentamiento futuro pueden superar con creces las expectativas.
"Me sorprendí bastante", dice Ashton. "No esperaba una diferencia significativa observable en comunidades de la Antártida calentadas tan solo 1 °C. He pasado la mayor parte de mi carrera trabajando en climas templados donde las comunidades experimentan fluctuaciones de temperatura mucho mayores y no esperaba una respuesta así con solo ese cambio”, añade.
El experimento mostró que con este aumento de 1 °C en la temperatura, la población de una sola especie de bryozoa (Fenestrulina rugula) se disparó. Esa especie dominó a la comunidad, lo que produjo una reducción en la diversidad general de especies y la uniformidad en dos meses. Los ejemplares de un gusano marino, Romanchella perrieri, también prosperaron en un 70% de promedio comparado con los que vivían en condiciones ambientales.
En conjunto, tras calentar el fondo marino natural en el océano Antártico tan solo 1 o 2 °C, los investigadores observaron impactos masivos en el ecosistema marino, ya que las tasas de crecimiento casi se duplicaron.
Los investigadores desplegan losas para apoyar los paneles / Gail Ashton
Los investigadores desplegan losas para apoyar los paneles / Gail Ashton
Ganadores y perdedores del cambio climático
Los investigadores observaron impactos masivos en el ecosistema marino, ya que las tasas de crecimiento casi se duplicaron
Las respuestas de los organismos a un aumento de temperatura de 2 °C fueron mucho más variables. La tasa de crecimiento al calentamiento diferían entre especies, edades y estaciones.
Las especies crecieron generalmente más rápidamente al calentarse por el verano antártico. Sin embargo, se observaron diferentes respuestas entre los ejemplares en marzo, cuando tanto la disponibilidad de alimentos como la temperatura ambiente disminuyeron.
Los científicos creen que estos hallazgos apuntan a que el cambio climático podría tener efectos aún mayores sobre los ecosistemas marinos polares de lo que se había previsto hasta ahora. Cuando el planeta se caliente hasta esas temperaturas habrá ganadores (como el bryozoan Fenestrulina rugula) y perdedores.
El objetivo del equipo ahora es expandir el uso de esta tecnología para investigar la respuesta al calentamiento en otros lugares y comunidades, incluyendo el Ártico.
Referencia bibliográfica:
Current Biology, Ashton et al.: "Warming by 1°C Drives Species and Assemblage Level Responses in Antarctica's Marine Shallows" http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)30952-1

miércoles, 30 de agosto de 2017

Seis grandes ideas que necesita una ciudad inteligente

En 2050, la población mundial alcanzará los 10.000 millones. Un desafío sin precedentes que traslada la responsabilidad a las ciudades, pues la ONU estima que el 67% de los habitantes del planeta vivirán en las urbes. Los retos económicos, demográficos, sociales y ambientales tratan de ser resueltos con un mismo y nuevo concepto: las Smart Cities.Gobiernos de todos puntos del globo están, en paralelo en su mayoría y en colaboración en algunos casos, jugando la misma carta: convertirlo todo en inteligente. Bajo el tsunami de ideas, se encuentran grandes proyectos que tienen como objetivo mejorar la vida de sus habitantes. Hacemos un repaso a algunas de ellas.

Revolución al transporte eléctrico y conectado:

La forma en la que nos moveremos se ha convertido en la gran protagonista. Un desafío que en las urbes masificadas es prioritario. Nueva York ha encontrado su solución en losautobuses eléctricos. El Gobierno de la ciudad se ha propuesto mejorar su circulación instalando sensores en ellos y en los semáforos. De tal forma que cuando un autobús se acerca a un semáforo lo alerta para que alargue el verde o lo anticipe. Esta forma de priorizar su paso en las intersecciones ya ha llevado a reducir el tiempo de viaje en un 20%.
Los autobuses eléctricos son la apuesta de Nueva York para reducir el tráfico. Crédito: Wikimedia Commons
Los autobuses eléctricos son la apuesta de Nueva York para reducir el tráfico. Crédito: Wikimedia Commons
Pero no solo las grandes metrópolis están tratando de hacer frente a las necesidades de un nuevo tipo de transporte. Oslo (Noruega) se está focalizando en reducir las emisiones de dióxido de carbono de los coches. El objetivo es recortar estas emisiones a la atmósfera en un 50% para 2020. ¿Cómo? Rediseñando toda su red de transporte y prohibiendo la circulación de coches particulares.

Facilitar los trámites oficiales desde el móvil:

Tel-Aviv, en Israel, empezó su transformación en 2013, cuando los resultados de una encuesta interna desvelaron que los habitantes adoraban su ciudad, pero detestaban su gestión. De ahí nació DigiTel, una aplicación de móvil desde la que se puede pagar el agua y las facturas municipales, registrarse para una plaza en la escuela pública, pedir permiso de aparcamiento o enviar fotos de baches y carreteras en mal estado.
 Las aplicaciones para ciudadanos de Tel Aviv (Israel) y Palo Alto (EE UU). Crédito: DigiTel/Palo Alto Police App
Las aplicaciones para ciudadanos de Tel Aviv (Israel) y Palo Alto (EE UU). Crédito: DigiTel/Palo Alto Police App
En Palo Alto (California, EEUU), uno de los lugares más conectados e innovadores del planeta, por su cercanía a Silicon Valley, se ha creado una app similar desde la que los ciudadanos comunican incidentes y acceden a servicios locales a cualquier hora del día.Pero no son los únicos, este tipo de servicio está disponible en múltiples y variados puntos del globo como Gijón (España), Astana (Kazajistán) o Southampton (Reino Unido).

Controlar el gasto en electricidad:

Lograr un control en tiempo real del gasto de electricidad en los hogares es un objetivo de la Unión Europea, un reclamo publicitario para muchas empresas eléctricas y una realidad en Gran Bretaña. El objetivo de la campaña nacional Smart Meters (contadores inteligentes) es instalar de forma gratuita 53 millones de estos contadores en Inglaterra, Gales y Escociacon los que se podrá controlar en directo el consumo de gas y luz. Se han dado de plazo hasta 2020 para llegar a todos los hogares de la isla.
 Las aplicaciones para ciudadanos de Tel Aviv (Israel) y Palo Alto (EE UU). Crédito: DigiTel/Palo Alto Police App
El dispositivo que controla el gasto de electricidad en Gran Bretaña. Crédito: Anouk Productions/Smart Meters GB
En Estados Unidos ya han sido conectados a los hogares más de 51 millones de contadores avanzados, según el departamento de Energía estadounidense. Y otras urbes como Oslotambién han comenzado iniciativas similares a nivel municipal, para facilitar la creación de una red de cargadores para vehículos eléctricos.

Potenciar el sistema de salud inteligente:

Los tigres asiáticos, entre los que destacan Singapur, Japón o Corea del Sur, han comenzando a llevar la innovación a sus sistemas sanitarios. Por los pasillos de uno de los principales centros de Singapur, el Changi General Hospital, ya se pasean pacientes, médicos y robots. HOSPI, del tamaño de una persona, lleva dos años y su misión es transportar medicamentos, archivos y muestras de sangre de un lado a otro de este hospital de cuatro edificios. No es el único del centro, donde también operan aparatos autónomos de carga y robots cirujanos. Estos últimos son también habituales en el país nipón.
El robot HOSPI en un hospital de Singapur. Crédito: Panasonic
El robot HOSPI en un hospital de Singapur. Crédito: Panasonic
Otras iniciativas apuntan a la geolocalización de pacientes dentro del edificio para facilitar el trabajo al personal o la monitorización del enfermo desde la cama —gracias a la instalación de fibra óptica en los colchones— para controlar a distancia la temperatura o la respiración.

Ofrecer datos abiertos y transparentes:

Conceptos como el ‘Big Data’ se han vuelto habituales en el desarrollo de las ciudades inteligentes. Pero, ¿qué aplicación tiene realmente el almacenamiento de millones de datos?  Algunos gobiernos municipales como los de Tampere o Helsinki, en Finlandia, han decidido recolectar información de sus ciudadanos pertenecientes al tráfico, la posición geográfica, el presupuesto de la ciudad y el consumo.
 Tampere (Finlandia) ha decidido recoger información de sus ciudadanos. Crédito: Aki Suomela/Flickr
Tampere (Finlandia) ha decidido recoger información de sus ciudadanos. Crédito: Aki Suomela/Flickr
Se trata de datos agregados, donde la cantidad es tan inmensa que resulta imposible identificar a ningún individuo, pero que pueden dar una visión de conjunto y crear oportunidades de negocio. Solo hay una condición: estos datos deben ser abiertos y transparentes, es decir, deben estar disponibles y al alcance de cualquier ciudadano.

Apostar por la educación ‘programada’:

El último gran proyecto que necesita una ciudad inteligente es precisamente el que asegura todos los demás: la educación. Los aparatos e ideas que harán la vida más fácil al ciudadano deberán ser desarrollados por aquellos que hoy solo están en la escuela. Singapur, vencedor del informe PISA, tiene clara su apuesta: enseñar a programar. Esta medida ya llega a más de 20.000 niños, entre tres y 12 años. Se empieza desde las escuelas infantiles, donde los más pequeños comienzan a jugar con robots para aprender a programarlos de forma básica. Una vez en los colegios, la programación se convierte en una materia troncal: videojuegos, drones, impresoras 3D, circuitos y robots.
Un aula de programación en un colegio de Singapur. Crédito: IDA
Un aula de programación en un colegio de Singapur. Crédito: IDA
La pequeña ciudad francesa de Saint-Quentin en Francia demuestra cómo no hace falta ser uno de los países con mayor PIB del mundo para tratar de encabezar este cambio. En el últimos años, ha inaugurado un festival y jornadas de robótica para niños, ha abierto nuevos grados en la Universidad sobre robots digitales y ha abierto cursos para personas en paro sobre programación informática. El cambio se inicia, también, en pequeño.
Por Beatriz Guillén para Ventana al Conocimiento

Por qué Internet de las cosas necesita inteligencia artificial

Inteligencia artificial (IA) e Internet de las cosas (IC) son términos que proyectan una imagen futurista y de ciencia ficción; se han identificado ambos como causantes de la disrupción en los negocios en 2017. De hecho, ambos conceptos son más reales hoy de lo que lo han sido en ningún momento en el pasado. Sin embargo, para que las empresas sean conscientes del pleno potencial de la IC, necesitan combinarla con las tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) que avanzan rápidamente, lo que permite a las “máquinas inteligentes” simular comportamiento inteligente y tomar decisiones con pleno conocimiento de causa y con una intervención humana mínima o inexistente.

Principios básicos

¿Qué significan realmente estos términos y qué relación guardan entre sí? Empecemos definiéndolos en primer lugar:
  • IC o Internet de las cosas se define como un sistema de objetos físicos, sensores, actuadores, objetos virtuales, personas, servicios, plataformas y redes interrelacionadas que tienen identificadores separados y la capacidad de transferir datos de manera independiente. Algunos ejemplos prácticos de la aplicación de IC hoy en día incluyen agricultura de precisión, supervisión de pacientes remota o coches sin conductor. En pocas palabras, IC es la red de “cosas” que recopila e intercambia información del entorno.
En ocasiones los expertos del sector hacen referencia a la IC como el impulsor de la cuarta Revolución Industrial, pues ha desencadenado cambios tecnológicos que abarcan una amplia gama de ámbitos. La previsión de Gartner fue que habría 20.800 millones de cosas conectadas en uso en todo el mundo para 2020, pero predicciones más recientes sitúan la cifra para 2020 en más de 50.000 millones de dispositivos. En otros informes se predijo un enorme crecimiento en diversos sectores, entre lo que se incluía una estimación de que la IC sanitaria, por ejemplo, tendría un valor de 117.000 millones de dólares para 2020, además de los 250 millones de vehículos de carretera conectados previstos para ese mismo año. Los avances de la IC ofrecen oportunidades estimulantes para facilitar las vidas de las personas, así como mejoras en la eficiencia, productividad y seguridad de muchos negocios.
  • La IA, por otra parte, es el motor o el “cerebro” que permitirá el análisis y la toma de decisiones a partir de los datos recopilados por la IC. Dicho de otro modo, la IC recopila los datos y la IA procesa los mismos para darles sentido. Se puede observar el funcionamiento conjunto de estos sistemas a nivel personal en dispositivos de seguimiento deportivo y en Google Home, Alexa de Amazon o  Siri de Apple.
Con más dispositivos conectados aparecen más datos que tienen el potencial de proporcionar conocimientos increíbles para las empresas, si bien presenta un nuevo reto que consiste en cómo analizarlos todos. La recopilación de estos datos no beneficia a nadie salvo que haya un sistema de interpretación para entenderlos. Ahí es donde la IA entra en juego. Hacer que enormes cantidades de datos cobren sentido es una aplicación perfecta para la IA pura.
Mediante la aplicación de las capacidades analíticas de la IA a los datos recopilados por la IC, las empresas pueden identificar y entender patrones y tomar decisiones más fundadas.Esto conlleva diversos beneficios, tanto para los consumidores como para las empresas, como la intervención proactiva, la automatización inteligente y las experiencias con alto nivel de personalización. También nos permite encontrar soluciones para que los dispositivos conectados funcionen mejor juntos y hacer que estos sistemas sean más fáciles de usar.
Esto, as su vez, implica unas tasas de adopción de estas tecnologías aún más elevadas. Por eso exactamente necesitamos mejorar la velocidad y la precisión de análisis de datos con la IA, para ver a la IC cumplir su promesa. Recopilar los datos es una cuestión, pero organizar, analizar y hacer que estos datos cobren sentido es otra completamente distinta. Es por eso que resulta fundamental desarrollar una IA más rápidasy precisa, para acompañar al ingente volumen de datos que se están recopilando a medida que la IC empieza a penetrar en casi todos los aspectos de nuestras vidas.

Ejemplos de datos de la IC:

  • Datos que ayudan a las ciudades a predecir accidentes y delitos.
  • Datos que proporcionan a los médicos información en tiempo real de marcapasos o biochips.
  • Datos que optimizan la productividad en sectores a través del mantenimiento predictivo de equipos y maquinaria.
  • Datos que crean verdaderos hogares inteligentes con electrodomésticos conectados.
  • Datos que ofrecen comunicación esencial entre vehículos de alquiler.
Es sencillamente imposible que los seres humanos revisen y entiendan todos estos datos con métodos tradicionales, incluso si se reduce el tamaño de la muestra, “traducirlos” llevaría demasiado tiempo. El gran problema será encontrar formas de analizar el aluvión de datos e información de rendimiento que crean todos estos dispositivos. Encontrar conocimiento dentro de terabytes de datos producidos por máquinas es un verdadero reto, como bien saben los expertos en análisis de datos.
Pero para que podamos cosechar todos los beneficios de los datos de la IC, tenemos que mejorar:
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Velocidad del análisis de big data + • Precisión del análisis de big data = Beneficio total de la IC / Créditos: Ahmed Banafa

IA y Análisis de datos de la IC

Hay seis tipos de Análisis de Datos de Internet de las Cosas que puede ser útiles para la IA:
  1. Preparación de datos: Definir grupos de datos y limpiarlos que nos llevarán a conceptos como datos oscuroslagos de datos.
  2. Descubrimiento de datos: Encontrar datos útiles en los grupos de datos definidos.
  3. Visualización de datos en streaming: Tratar de inmediato datos en streaming mediante la definición, descubrimiento y visualización de datos de formas inteligentes para facilitar que el proceso de toma de decisiones tenga lugar sin retrasos.
  4. Precisión de las series temporales de los datos: Mantener un nivel de confianza alto en los datos recopilados con una precisión e integridad elevadas de los datos.
  5. Análisis predictivo y avanzado: Paso muy importante en el que se pueden tomar decisiones con base en los datos recopilados, descubiertos y analizados.
  6. Geoespaciales y ubicación en tiempo real (datos logísticos): Mantener un flujo de datos tranquilo y bajo control.

IA en aplicaciones de Internet de las Cosas:

  • Macrodatos visuales, por ejemplo, permitirán a los ordenadores obtener un conocimiento más profundo de imágenes en la pantalla con las nuevas aplicaciones de IA que entienden el contexto de las imágenes.
  • Sistemas cognitivos que crearán nuevas recetas que atraerán el sentido del gusto del usuario, creando menús optimizados para cada persona y adaptándose de forma automática a los ingredientes locales.
  • Sensores más nuevos permitirán a los ordenadores «escuchar», recopilando información en formato audio sobre el entorno del usuario.
  • Operaciones conectadas y remotas. Con operaciones de almacén inteligentes y conectadas, los trabajadores ya no tendrán que deambular por el almacén recogiendo productos de las estanterías para cumplimentar un pedido. En su lugar, las estanterías se moverán por los pasillos guiadas por pequeñas plataformas robóticas que entregan el inventario adecuado en el lugar correcto, evitando colisiones por el camino. Cumplimentar un pedido es más rápido, seguro y más eficaz.
  • Mantenimiento preventivo y predictivo: Ahorrará a las empresas millones antes de una avería o fuga al predecir y prevenir los lugares y el momento en el que estas situaciones podrían tener lugar.
Estas son solo algunas aplicaciones prometedoras de la inteligencia artificial en relación con Internet de las Cosas. El potencial para servicios altamente individualizados es infinito y cambiará drásticamente la forma en la que viven las personas.
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Créditos: Ahmed Banafa

Retos a los que se enfrenta la IA en la IC

  1. Compatibilidad: la IC es una recopilación de muchas partes y sistemas que son fundamentalmente diferentes en tiempo y espacio.
  2. Complejidad: la IC es un sistema complicado con muchas partes móviles y un flujo incesante de datos, lo que lo convierte en un ecosistema muy complicado.
  3. Confidencialidad/Seguridad (CS): la CS supone siempre un problema con todas las nuevas tecnologías o conceptos, ¿en qué medida puede ayudar la IA sin poner en peligro la CS? Una de las nuevas soluciones para este problema es el uso de la tecnología de cadena de bloques (blockchain).
  4. Cuestiones éticas y jurídicas: Es un nuevo mundo para muchas empresas en el que no hay precedentes y constituye un territorio que no ha sido probado con nuevas leyes y casos que emergen con rapidez.
  5. Estupidez artificial: de vuelta al sencillo concepto de GIGO (Garbage In Garbage Out), la IA sigue necesitando “formación” para entender las reacciones/emociones humanas para que la decisión tenga sentido.

Conclusión

Si bien la IC es sumamente impresionante, en realidad no sirve para mucho sin un buen sistema de Inteligencia artificial para sacarle partido. Ambas tecnologías precisan lograr el mismo nivel de desarrollo para funcionar de manera tan perfecta como creemos que deberían. Los científicos están intentando encontrar formas de obtener software y dispositivos de análisis de datos más inteligentes para que una Internet de las Cosas segura y eficaz se haga realidad. Podría pasar algún tiempo antes de que esto suceda porque el desarrollo de la IA va por detrás del de la IC, si bien, no obstante, la posibilidad sigue ahí.
Integrar la IA en las redes de IC se está convirtiendo en un requisito previo para el éxito de los ecosistemas digitales basados en la IC de la actualidad. Por lo tanto, las empresas tienen que moverse con rapidez para identificar cómo obtendrán valor de combinar la IA y la IC o afrontar su puesta al día en los próximos años.
La única forma de seguir el ritmo de estos datos generados por la IC y obtener los conocimientos ocultos que contiene es usar la IA (inteligencia artificial) como el último catalizador de la IC.
Ahmed Banafa
Experto en IC | Profesor | Autor | Conferenciante