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Documenta2 – El cerebro con David Eagleman: ¿Qué es la realidad?

La realidad que damos por supuesto exige un entrenamiento intensivo para interpretar el mundo; procesar la información sensorial requiere tiempo, de modo que vivimos en el pasado.

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Somos capaces de crear nuevas neuronas a cualquier edad con un sencillo ejercicio (que está en tus manos)

Ponte las zapatillas de deporte, tu cerebro lo agradecerá

Somos capaces de crear nuevas neuronas, incluso de adultos. Este hallazgo es relativamente nuevo, porque se pensaba que se nacía con un determinado “banco de neuronas” que iba menguando con el paso del tiempo, pero que no era posible renovar ni ampliar. Sin embargo, los últimos hallazgos en neurociencia desmontan esta creencia. El cerebro es plástico: es posible crear conexiones diferentes e incluso en algunas zonas, como es el hipocampo, se puede conseguir que nazcan nuevas neuronas, según explica el profesor Terry Sejnowski, de The Salk Institute for Biological Studies. Hay margen de maniobra con independencia de la edad.

El hipocampo tiene forma de caballito de mar y es uno de los responsables de nuestra memoria y de nuestra capacidad espacial. Las investigaciones sobre esta zona del cerebro comenzaron con ratas a las que se mostraban varias imágenes que tenían que aprender a diferenciar. Cuando los roedores lo lograban se observó que en su hipocampo se habían generado nuevas neuronas. Pero si el animal dejaba de hacer el ejercicio, las neuronas jóvenes desaparecían. Si retomaba la actividad volvían a aparecer, es decir: la práctica repetida ayuda a que se generen nuevas neuronas en el hipocampo. En el caso de los humanos, si hubiera que decidir qué actividad nos permite realmente mantener joven el cerebro, Sejnowski no lo duda. El deporte es el mejor tratamiento antiedad para la masa gris.

Se sabía que practicar deporte es una manera de cuidar el cuerpo y reducir el estrés gracias a los bailes hormonales que se activan de dopamina, serotonina y noradrenalina. Pero investigaciones más recientes demuestran que el ejercicio físico mejora también la secreción del factor neurotrófico cerebral (que influye positivamente en la memoria y en un estado de ánimo más positivo) y permite que nazcan nuevas neuronas en nuestro hipocampo. A pesar de sus ventajas, no parece que exista demasiada conciencia del vínculo entre aprendizaje y deporte. Pero educar en el deporte a niños y adultos no solo ayuda a mantener la salud corporal, sino también a que el cerebro se mantenga más joven y con capacidad para generar neuronas. Como resume Sejnowski, “el gimnasio y el recreo son las partes más importantes del plan de estudios”.

Los expertos sugieren que es precios practicar ejercicio tres veces por semana con una duración mínima de 30 minutos. Vale por ello la pena buscar un ejercicio amable, un grupo de amigos y ponerse las zapatillas deportivas. El hipocampo lo agradecerá.

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Los espermatozoides van con guardaespaldas

Un trabajo retrata a las células encargadas de que el sistema inmune no aniquile a los garantes de la descendencia

Los espermatozoides ‘luchan’ por fecundar los óvulos. GETTY GETTY-Quality

Los espermatozoides son tan importantes que tienen su propio servicio de seguridad. Un reciente estudio lo ha demostrado al describir en detalle los dos tipos de células del sistema inmune encargadas de proteger a las células reproductoras masculinas. El trabajo, realizado por investigadores del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS) se ha centrado en el estudio de los macrófagos de los testículos. Se trata de células del sistema inmune que, sorprendentemente, se encargan de luchar contra el sistema inmune.

El trabajo, publicado en Journal of Experimental Medicine, surge de una pregunta lógica. Desde el comienzo de la vida, el sistema inmune aprende a diferenciar entre la células del propio organismo y las ajenas, incluidos virus y otros patógenos. Cualquier elemento extraño es localizado y destruido. Las células reproductoras comienzan a producirse mucho después del nacimiento, cuando el individuo ha alcanzado la madurez sexual. Entonces, ¿por qué no las destruye el sistema inmune?

El nuevo estudio, liderado por Michael Sieweke, del Centro de Inmunología de Marsella-Luminy, describe las propiedades de dos tipos de macrófagos en ratones que pueden dar una respuesta a esa pregunta. Su equipo usó un sistema para marcar a estas células del sistema inmune y seguir su camino desde la médula ósea, donde son producidas, a su destino final. Los resultados muestran que estas células protegen a los espermatozoides produciendo moléculas que impiden que otras células del sistema inmune entren en los testículos y las aniquilen, según explica el CNRS en una nota de prensa.

El sistema inmune aprende a diferenciar entre la células del propio organismo y las ajenas. Cualquier elemento extraño es localizado y destruido. Entonces, ¿por qué no destruye el sistema inmune a los espermatozoides?

El trabajo detalla que hay dos tipos de macrófagos, unas células que no solo acuden al lugar de una infección y destruyen a los patógenos, sino que también regulan la actividad de otras células del sistema inmune. Hay un tipo que se origina durante el desarrollo embrionario, y otro que se produce a lo largo de toda la vida en la médula ósea.

Ambas clases están presentes en los testículos. Hay un tipo que se encuentra en las partes encargadas de producir testosterona y que son de origen embrionario, es decir, están ahí desde el nacimiento. El segundo tipo de macrófagos se localiza en los túbulos seminíferos, donde están las células madre que, al madurar, se convierten en espermatozoides.

Los investigadores han diseñado moléculas especiales que se unen específicamente a uno de los dos tipos de macrófagos. Esto les ha permitido seguir al segundo tipo de células desde la médula ósea hasta los testículos. Han descubierto que el cuerpo solo comienza a producir estas células llegado a la pubertad, por ejemplo, en ratones comienza a las dos semanas del nacimiento. Una vez que el cuerpo empieza a producirlos, los macrófagos se quedan en los testículos siguiendo a los espermatozoides y protegiéndolos del resto del sistema inmune, que podría aniquilarlos. Los investigadores quieren aclarar mejor la relación entre estas células protectoras, los espermatozoides y la testosterona, pues podría ayudar a diseñar estrategias contra la infertilidad.

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“Cambiando los hábitos ya se podrían reducir el 40% de los tumores”

El director del Vall d’Hebron Instituto de Oncología sostiene que la medicina de precisión es una de las líneas estratégicas para combatir el cáncer

Dia Mundial contra el cancer
El doctor Tabernero en uno de los laboratorios del VHIO VHIO

El 2015 se cerró con 248.000 nuevos diagnósticos de cáncer en España. Muchos, de hecho, más de los previstos para 2020, pero “dentro de la expectativa”, tranquiliza el doctor Josep Tabernero, director del Vall d’Hebron Instituto de Oncología (VHIO). Desde una de las grandes trincheras de la investigación contra el cáncer como es el VHIO, Tabernero se ha hecho un nombre entre la comunidad científica internacional con sus hallazgos. De su mano ha llegado una tecnología que, mediante una biopsia líquida (un análisis de sangre), puede detectar marcadores tumorales en la sangre.

Tabernero, que en 2018 asumirá la presidencia de la Sociedad Europea de Oncología Clínica (ESMO, en sus siglas en inglés), atiende a EL PAÍS por teléfono, desde un tren a medio camino entre Heidelberg y Frankfurt. En vísperas del día mundial contra la enfermedad, su agenda no da tregua. El cáncer tampoco. El médico, que también es jefe del servicio de oncología médica del hospital Vall d’Hebron, avanza algunas de las investigaciones que ultima el VHIO: “Tendremos avances en inmunoterapia y biopsia líquida y nuevas subclasificaciones de tumores”.

Pregunta. Los casos de cáncer han crecido un 15% en cinco años y ya se superan los diagnósticos previstos para 2020. ¿Qué sucede?

“El objetivo es cronificar el cáncer y mucho más. Intentamos prevenirlo, que no aparezca, diagnosticarlo precozmente y curarlo. Y donde no podamos curarlo, volverlo crónico

Respuesta. El diagnóstico de casos de cáncer ha aumentado como se esperaba y un poco más, pero porque envejece la población, no porque haya más causas de las esperadas que generen cáncer. Los casos aumentan conforme a las expectativas, lo que pasa es que en estos años no se han corregido variables como la migración.

Y también influye la detección precoz. El tumor más frecuente es el colorrectal y se ha puesto en marcha el programa de cribado de sangre en heces, y esto hace que se diagnostiquen ahora los tumores que presentan [sintomatología] clínica y también los que no lo hacen, los que se diagnosticarían en dos o tres años.

P. La medicina personalizada o de precisión se ha convertido en un término recurrente en oncología. ¿La quimioterapia tiene los días contados?

La medicina de precisión es el futuro. Los tratamientos dirigidos han sustituido a la quimio en algunos tumores, como la leucemia mieloide crónica. También se está estudiando mucho la inmunoterapia, especialmente para ver por qué hay células del sistema inmunitario que no ven anormales las células cancerígenas y no actúan contra ellas. Pero la quimioterapia seguirá teniendo su papel porque en otros tumores será muy difícil conseguir terapias dirigidas y se seguirá utilizando la quimio.

P. ¿La estrategia a explotar pasa por disparar a los genes en vez de a los órganos, como hasta ahora?

Cambiar las costumbres

Tabernero insiste en que un cambio en los hábitos de vida puede suponer una reducción en la incidencia de los tumores. “Con 10 maniobras podemos conseguir dejar fuera el 40% de los tumores y siete de ellas son a coste 0”, alienta el oncólogo.

“Eliminar el tabaco, limitar el consumo de alcohol, combatir la obesidad, tener una dieta pobre en grasas y carne roja y rica en fibra, hacer ejercicio y protegernos de la exposición al sol. Con estos siete cambios en nuestros hábitos podemos reducir la incidencia del cáncer”, apunta el médico. Evitar la contaminación, impulsar los programas de vacunación y los de cribado son las otras tres propuestas que completan el decálogo y, aunque requieren de decisiones políticas e inversión económica, son también factibles, dice Tabernero.

R. Sí. Disparas al órgano a través de la cirugía y las distintas modalidades de radioterapia, pero los tratamientos médicos disparan hacia las alteraciones moleculares, a las células cancerígenas, independientemente de dónde estén.

P. El doctor Josep Baselga [el oncólogo catalán que dirige el Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York] dijo hace unos meses que en 20 años el cáncer ya no será una causa principal de muerte. ¿Es una afirmación realista u optimista?

R. Es así, por los avances diagnósticos. El cáncer no se curará, pero dejará de ser la primera causa de muerte. Solo cambiando los hábitos [dieta sana, no fumar, ejercicio físico, etc.] se podrían reducir el 40% de los tumores, por lo que dejaría de ser la primera causa de muerte y volvería a serlo las enfermedades cardiovasculares.

P. ¿El objetivo es cronificar el cáncer?

R. Sí, cronificarlo, pero mucho más. Intentamos prevenirlo, que no aparezca, diagnosticarlo precozmente y curarlo. Y donde no podamos curarlo, volverlo crónico.

P. ¿Hay algún tumor que hayan conseguido cronificar?

R. Sí, la leucemia mieloide crónica. Antes la supervivencia era de dos años y ahora hay pacientes que llevan 20. También algún cáncer de pulmón.

P. Los oncólogos tienden a mirar la supervivencia del cáncer a cinco años vista, pero, ¿qué sucede con los pacientes que pasan ese umbral? ¿En qué condiciones superan los cinco años?

R. Ahora ya damos pronósticos a 10 o a 15 años en algunos casos, pero en la mayoría de las enfermedades, los primeros años son críticos para detectar recidivas.

Hay enfermos que quedan con secuelas físicas, como trastornos gastrointestinales, sequedad de boca, cirugías que resultaron mutilantes, depende del tipo de tumor. Y también hay secuelas psicológicas, como el trastorno psicológico del miedo. Cada vez hay más programas para ayudar al paciente a afrontar esta nueva vida después del cáncer.

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Trece ilusiones ópticas

Cuidado con los espejos

En la Universidad de Meiji, en Japón, Kokichi Sugihara nos demuestra con un vídeo que no podemos fiarnos de lo que un espejo nos muestre, sobre todo con objetos geométricos. Inquitante.

¿Hombre o mujer?

El contraste de una misma imagen es determinante para que en este experimento identifiquemos un rostro como femenino y el otro como masculino. ¿Cuál es cuál pra ti? Los experimentos realizados por Richard Russell en 2009 sugieren que el rostro con más contraste es … femenino. ¿Te lo parece también a ti?

Illusionofsex

No pestañees o te lo pierdes

La perspectiva nos dice que son figuras iguales al comienzo del vídeo, ¿verdad? Pues atento a cómo avanza el vídeo porque en cuanto unos espejos entran en acción, de nuevo nuestros ojos se sorprenden de lo que ven.

Pulsaciones

Una vuelta de tuerca más al efecto de estar viendo movimiento donde sabemos que solo hay algo estático lo representa este corazón. Es obra de Gianni A. Sarcone, Courtney Smith y Marie-Jo Waeber, del Archimedes Laboratory Project en Italia. Con este corazón que parece latir llevan la idea de movimiento mucho más allá. Impresionante.

Corazón que crece

¿Iguales o diferentes?

El ejercicio parece sencillo: mirar fijamente la carretera que nos parece la diferente de las tres. ¿La tienes? Pues espera a que se muev de lugar y ¡oh, sorpresa! El efecto fue creado en 2014 por los profesores Kimberley D. Orsten y James R. Pomerantz mezclando tres imágenes en las cuales dos a dos eran iguales. ¿O no?

La cafetería de Bristol

Richard Langton Gregory, fallecido en 2010 y profesor emérito de universidad, fue un neurólogo especialista en la percepción e ilusiones ópticas. A él se le reconoce esta ilusión óptica muy común cuando tenemos patrones de cuadros blancos y negros. La vio por primera vez en una cafetería de Bristol y de ahí viene su nombre: Cafewall.

¿Cómo ves las líneas horizontales de este mosaico? ¿Rectas? ¿Seguro? Mira bien.

Azulejos cafeteria

La habitación de Ames

Esta ilusión óptica creada por una habitación distorsionada fue creada en 1946 por el oftalmólogo americano Adelbert Ames Jr. La habitación parece “normal” mirada de frente pero en realidad no es cúbica sino trapezoidal, lo que facilita un truco de perspectiva muy realista y sorprendente por la que objetos y personas del lado derecho parecen gigantes en comparación con lo que está situado apenas unos metros a su izquierda.

Ames Room

El tablero de ajedrez de Adelson

De mis trucos e ilusiones favoritas. ¿De qué color son las casillas A y B marcadas sobre el tablero de ajedrez?

Tablet

Si has dicho que son diferentes, que es lo que tu cerebro te indica, estás equivocado. Esta ilusión es muy reciente (1995), y es obra de Edward Adelson, profesor de Ciencias de la Visión del MIT. En ella comprobamos que el mismo tono de gris, por efecto de la sombra del cilindro verde, acaba por confundirnos.

Si todavía no te lo crees, pues usar Photoshop o más fácil, observar detenidamente este GIF y comprobar de qué manera tu cerebro te engaña.

Ilusion Adelson Gif

Tu vista está muy cansada: cuidado con lo que crees ver

Una de las maneras de crear ilusiones ópticas es aprovecharse del cansancio de nuestros ojos. Son las fisiológicas. En la imagen de abajo, tras observarla en blanco y negro, tocará fijar la vista en un punto central de la misma escena pero con colores complementarios a los originales.

Fatiga Gif

¿Lo has visto? Ese flash de color de la imagen original en blanco y negro se debe a que los receptores de color, en este caso conos, se han fatigado con los colores complementarios y el resultado es un momento de “imagen coloreada” que aparece como por arte de magia delante de nuestros ojos.

No es una cuadrícula cualquiera

Un clásico de las ilusiones ópticas tiene a numerosas cuadrículas como protagonistas. De las más conocidas está la de Hermann. Una variación más espectacular y todavía sin un motivo claro de por qué ocurre, es la rejilla centelleante.

Dotillusion

Si has tratado de cazar los puntos negros que aparecen en las intersecciones pero no lo has conseguido, es normal. No existen. Si fijas la vista en una sola intersección te darás cuenta de ello.

Espirales que se mueven

Ver movimiento donde no lo hay es otro efecto visual debido al cansancio al que podemos someter a nuestra vista. En este caso incluso es algo relajante.

Moving Spiral Arrows 1152

Cuidado si parpadeas

El movimiento de este convoy de metro nunca es fijo. Tanto si parpadeas como si mantienes la vista mucho tiempo fija, verás cómo el sentido de la marcha va cambiando … sin que puedas controlar cuándo ocurre.

Ilusiones Opticas 28

¿Sabes contar?

Acabamos nuestra selección de ilusiones ópticas con otro reto que hará tomar decisiones distintas a tu cerebro y ojos. ¿Seguro que sabes contar? Entonces, ¿cuantas patas tiene el siguiente elefante?

Phant

Por último os dejamos con un extra que requiere que te muevas. Mira primero la imagen a la distancia que estás ahora y luego aléjate de la pantalla. Dependiendo de lo lejos que tengas que irte para ver a otro personaje en la foto, así tendrás la vista de correcta. Igual va siendo hora de ir a revisarla ¿no?

Albert Einstein Marilyn Monroe
Actualizado el 29 de junio de 2018 con nuevas ilusiones ópticas
Ver en Xataca
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¿Por qué existen los distintos grupos sanguíneos?

Podría parecer que la sangre no es más que sangre, pero, a pesar de que todas las muestras contienen glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas y plasma, varían los tipos de marcadores que están en la superficie de los glóbulos rojos. Estos marcadores son conocidos como “antígenos”.

Estas diferencias en los tipos de sangre fueron descubiertas en 1818, cuando el obstetra James Blundell transfundió a una mujer embarazada, que tenía hemorragia, sangre de su marido. Posteriormente, continuó haciendo transfusiones, de las cuales sólo la mitad tuvo éxito. La razón de los fracasos fue la incompatibilidad de grupos sanguíneos.

Los antígenos son básicamente proteínas y carbohidratos que sobresalen de la superficie de los glóbulos rojos. A pesar de que éstos son microscópicos, pueden influir considerablemente en que la sangre sea aceptada o rechazada al recibir una transfusión.

Hay 4 grupos sanguíneos principales: A, B, AB y 0. La sangre del tipo A tiene  Antígeno A; la sangre del tipo B tiene el Antígeno B; la sangre del tipo AB tiene antígenos A y B; y la sangre del tipo 0 no tiene antígenos.

  • El grupo A tiene el antígeno A en los glóbulos rojos y el anticuerpo B en el plasma. Puede donar a grupos A y AB, y puede recibir de A y 0.
  • El grupo B tiene el antígeno B en los glóbulos rojos y un anticuerpo en el plasma. Puede donar a grupos B y AB, y puede recibir de B y 0.
  • El grupo AB tiene antígenos A y B en los glóbulos rojos, pero no tiene anticuerpo A ni B en el plasma. Puede donar a grupos AB y recibir de grupos A, B y 0. Por eso se lo llama “receptor universal”.
  • El grupo 0 no tiene antígenos A ni B en los glóbulos rojos, pero tiene en el plasma los anticuerpos A y B. Puede donar a todos los grupos, por eso se lo llama “donante universal”. Únicamente puede recibir de grupos 0.

Además, existe un marcador adicional, denominado “factor Rh”. Este factor clasifica a la sangre como “Rh positivo” (que tiene el factor Rh) y “Rh negativo” (que no tiene el factor).

Al final, los tipos de sangre resultan ser 8: A+, A-, B+, B-, AB+, AB-, 0+ y 0-.

La clave es que el cuerpo está acostumbrado a tus glóbulos rojos con o sin proteínas en la superficie. Por eso, si una persona recibe su mismo tipo de sangre no hay problema: el cuerpo la reconoce. Pero si eres de un tipo de sangre y recibes otro, tu cuerpo lo desconoce, lo toma como agente extraño, y ahí es cuando el sistema inmunológico se pone en marcha: los glóbulos blancos comienzan a atacar a los glóbulos rojos desconocidos.

La transfusión de sangre es uno de los procedimientos que se realizan más frecuentemente en los hospitales para salvar vidas. Por lo tanto, siempre se necesitan donantes de sangre. Pero es importante conocer el grupo sanguíneo de la persona y su compatibilidad, para evitar que su sistema inmune reaccione para destruir los agentes desconocidos.

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Marian Diamond: la científica que descubrió la plasticidad cerebral

A veces es posible conseguir la fama, pero pocas veces llega gracias a lo que uno espera. La historia está llena de artistas cuyas obras más conocidas no son, sin embargo, sus trabajos objetivamente más relevantes.

Los científicos también están a la merced de los caprichos de la fama.

En 1985 Marian Diamond publicó un estudio sobre el cerebro de Albert Einstein. En el trabajo había analizado varias muestras del cerebro del físico alemán y las comparó con muestras similares sacadas de cerebros control. El resultado fue que en el cerebro de Albert Einstein la cantidad de células gliales, un tipo de células que junto con las neuronas forma el sistema nervioso humano, era superior a lo normal en algunas de las áreas estudiadas. Como consecuencia de esta publicación Marian Diamond saltó a la fama, y la figura de Albert Einstein invisibilizó frente a las cámaras los grandes trabajos que Marian ya había realizado por aquel entonces.

Figura donde se representando el cerebro de Albert Einstein y están marcadas las áreas de las que se tomaron muestras. Diamond et al., 1985

En 1964 se publicó la primera evidencia sólida de que el cerebro adulto cambia anatómicamente con la experiencia. Actualmente, que el cerebro es un órgano plástico con una cierta capacidad de reorganización y adaptación a los estímulos es un hecho reconocido por toda la comunidad neurocientífica pero en los años sesenta no se creía así. De hecho, los trabajos que preceden a esta publicación se centran en estudiar si la experiencia produce cambios en la bioquímica del cerebro, no en su estructura. Incluir la anatomía fue algo innovador en el trabajo “Chemical and Anatomical Plasticity of Brain”, que tenía cuatro autores: tres hombres y una mujer, Marian C. Diamond.

En este experimento se criaron ratas en tres situaciones:

-Condición control, donde los animales vivían en situaciones de crianza corrientes.

-Condición social, donde los animales vivían con más compañeros de lo normal para aumentar sus estímulos sociales, tenían juguetes y se les motivaba a realizar varias actividades.

-Condición de aislamiento, donde entre otras limitaciones los animales vivían solos, sin juguetes, etc.

La idea era ver si vivir en un entorno con muchos estímulos o en uno de aislamiento generaba diferencias significativas en los cerebros de las ratas. Y así fue; siendo el resultado más importante del estudio las diferencias anatómicas que encontraron entre los cerebros de las ratas en condición social y de aislamiento. Este artículo supuso un cambio de paradigma hacia la idea de un cerebro cambiante, adaptativo, plástico.

Además de su carrera en el laboratorio, Marian compaginó la investigación con la docencia: fue profesora emérita de la unidad de Biología Integrativa de la Universidad de Berkeley, y afortunadamente algunas de sus clases de anotomía todavía se conservan gracias a que están disponibles en YouTube:

En la primera jornada, que a día de hoy supera el millón de visitas, mientras habla Marian tiene a su lado una mesa sobre la cual hay una sombrerera de flores azules. Cuentan que era frecuente verla por el campus universitario de un lado a otro con esa sombrerera… y en un determinado momento se acerca a la mesa, se coloca unos guantes de látex, abre la caja y extrae de ella un cerebro conservado en formaldehido: “Quiero que apreciéis lo que lleváis en vuestras cabezas porque esta masa solamente pesa unas tres libras y sin embargo tiene la capacidad de concebir el universo a mil millones de años luz… ¿no es fantástico?” les dice a sus alumnos mientras sostiene el cerebro.

Desgraciadamente, esta gran mujer falleció el 25 de julio de 2017 a los 90 años. Llevaba solamente tres años retirada de la docencia y la investigación. Pero al menos tenemos la suerte de poder disfrutar de su trabajo de investigación, sus clases y su ejemplo, que está recogido en el documental “My love affair with the brain: The life and science of Dr. Marian Diamond”.

Este post ha sido realizado por Pablo Barrecheguren (@pjbarrecheguren) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Referencias:

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