16 de julio de 1945. Ese día el mundo cambió y no solo figuradamente.
En esa precisa fecha, los EE.UU. probaron un tipo de arma completamente
nueva en el desierto de Nuevo México. Contenía una esfera de plutonio
del tamaño de una pelota de tenis y un peso de 6,2 kg. La bomba Trinity
produjo una explosión equivalente a 20.000 toneladas de TNT, 20
kilotones. Fue el inicio de la era nuclear.
Desde entonces se han purificado decenas de miles de toneladas de
plutonio y uranio enriquecido. Los analistas consideran muy probable que
nueve países posean armas nucleares, mientras que otros cuarenta tienen
acceso a los materiales y la tecnología para fabricarlas. También
calculan que el arsenal nuclear mundial asciende a unas 27.000 bombas.
La energía nuclear también está presente en 442 reactores en 32 naciones
que generan el 16% de la energía eléctrica que se consume en el mundo y
en numerosos aparatos hospitalarios como las máquinas de radioterapia y
otras.
La energía nuclear es defendida como una fuente de energía barata,
flexible y necesaria pero este perfil favorable se vio socavado a
finales del siglo XX por accidentes de reactores de alto perfil, como
los de Fukushima, Three Miles Island y Chernóbil, los problemas de
eliminación de residuos radiactivos, la competencia de las fuentes de
electricidad renovables y los vínculos inevitables entre la
investigación sobre energía atómica y la proliferación de armas
nucleares. No obstante, la evidencia clarísima del calentamiento global
ha llevado a algunos a argumentar que la energía nuclear es la única
forma de generar energía asequible sin emitir gases de efecto
invernadero.
La era nuclear cambió nuestro mundo en cosas que apenas sospechamos.
Las explosiones nucleares en superficie generaron un aumento paulatino
del nivel de radioactividad en la atmósfera y la proporción de
carbono-14 en el CO2 atmosférico aumentó lenta pero constantemente. El 5
de agosto de 1962, Estados Unidos, el Reino Unido y la Unión Soviética
alcanzaron un acuerdo, el tratado de Prohibición Parcial de Pruebas
Nucleares que establecía en sus términos que era ilegal detonar
cualquier explosión nuclear salvo bajo tierra, con el fin de reducir la
precipitación atmosférica de residuos radiactivos. El tratado entró en
vigor en octubre de 1963, por lo que en ese año y pico entre el acuerdo y
su implementación, los tres países firmantes hicieron un alto número de
pruebas nucleares en superficie, de hecho parece que probaron con todo
lo que tenían en sus arsenales, con los que la cantidad de radiactividad
en la atmósfera subió hasta unos niveles nunca antes alcanzados.
Desde entonces la radioactividad en la atmósfera ha ido decayendo
lentamente, pero a partir de aquel incremento súbito, cualquier planta
existente incorporó una cantidad variable de carbono -14 en función del
año o años en que estuviera viva. Los animales que comieron esas plantas
y a su vez los carnívoros que comieron a esos animales herbívoros
también tendrían un nivel cuantificable de carbono-14 en su cuerpo y en
cada una de sus células. El carbono-14 entra en la cadena alimenticia y
encuentra su camino hacia las células, que integran los átomos
disponibles de carbono-14 en su ADN cuando una célula madre se divide en
dos nuevas células hijas. Por tanto, la cantidad de carbono-14 en la
atmósfera se refleja en las células en el momento en que nacen. Desde
1963 todos los seres vivos del planeta somos parcialmente radiactivos y
esa cantidad de carbono-14 en los cuerpos vivos se ha ido reduciendo
progresivamente, al no haber nuevas explosiones en superficie. El dato
interesante es que esos niveles de radioactividad nos permiten fechar un
ser vivo. Un ejemplo puede ser el del marfil. El 1 de enero de 1990 se
incluyó en el tratado CITES la prohibición de la comercialización del
marfil de elefante africano; sin embargo, las piezas históricas seguían
siendo legales, por lo que existía el riesgo de que se intentara pasar
marfil ilegal como marfil legal y prolongar el daño causado por furtivos
y traficantes. Los niveles de carbono-14 en cada pieza permitían fechar
el marfil y saber, por tanto, si era procedente de un elefante
protegido por CITES o no. IFAW hizo un estudio en 2007 del marfil que se
vendía en el portal de internet eBay encontrando que al menos el 90%
era ilegal. En 2008, un año después, eBay prohibió completamente las
ventas de marfil en su portal.
Otro de los productos afectados por la radioactividad presente en la
atmósfera fue el acero. El acero es un producto artificial que se
fabrica utilizando el proceso Bessemer, fundir el arrabio y soplar aire a
través de él. El oxígeno reacciona con las impurezas del metal y las
oxida y esos restos son eliminados como gas o como escoria. El problema
es que ese aire atmosférico contiene también partículas radiactivas y
por tanto, el acero producido desde 1945 tiene niveles mensurables de
radiactividad. Esto puede ser un problema para los instrumentos
sensibles, por lo que desde muy pronto hubo una demanda de acero de bajo
fondo, aquel fabricado antes de las pruebas Trinidad. ¿Por qué
necesitamos acero de bajo fondo? Cualquier aparato que tenga un sensor
que necesite ser extremadamente sensible a bajos niveles de radiación va
a tener problemas si usa un acero fabricado después del inicio de la
era atómica. Entre ellos están los contadores Geiger, muchos
dispositivos médicos y los vehículos destinados a la exploración
espacial. Si estos aparatos contienen material hecho con acero
ligeramente radiactivo, hay una radiación de fondo que genera un ruido
inaceptable y ensucia los resultados. Ahí es donde entra el acero de
bajo fondo.
Entonces, ¿de dónde sacas acero, que es un material hecho por el
hombre, fabricado antes de 1945? Principalmente del océano, de los
barcos hundidos de la Segunda Guerra Mundial. No fueron expuestos al
aire de la era atómica cuando fueron fabricados, y no han sido
reciclados y mezclados con el nuevo acero radioactivo. Literalmente
cortamos los barcos bajo el agua, raspamos los percebes y cualquier otra
cosa incrustada y reutilizamos el acero.
La radioactividad atmosférica afectó a todos los seres vivos, a
nosotros mismos. Los isótopos radiactivos del carbono proporcionaron la
primera evidencia definitiva de que generamos nuevas células cerebrales a
lo largo de nuestras vidas. El estudio también proporcionó el primer
modelo de la dinámica del proceso, mostrando que la regeneración de las
neuronas no disminuye con la edad tan bruscamente como se esperaba. En
los mamíferos, la mayoría de las células cerebrales se crean al nacer o
poco después y nunca se renuevan. Pero los estudios en roedores y monos
han demostrado que en dos regiones cerebrales se siguen creando nuevas
neuronas incluso en la edad adulta: el hipocampo, que participa en el
aprendizaje y la formación de nuevos recuerdos, y el bulbo olfativo, que
es parte de la ruta neuronal del olfato. Sin embargo, ha habido cierta
controversia sobre si lo mismo es cierto para los humanos. Hace quince
años un estudio encontró evidencia de neurogénesis en adultos de hasta
72 años de edad utilizando una sustancia química llamada
bromodeoxiuridina (BrdU) para marcar las neuronas. La BrdU se utilizó en
su momento para rastrear la propagación de tumores en personas con
cáncer, pero se prohibió poco después y por lo tanto el estudio nunca se
repitió, lo que llevó a algunos investigadores a cuestionar los
resultados. Aun así, la BrdU es un análogo de la timina y se incorpora
en aquella célula que esté haciendo síntesis de ADN, el requisito previo
antes de su división, de formar nuevas células.
En lugar del etiquetado químico, Jonas Frisén, del Instituto Karolinska
de Estocolmo (Suecia), y sus colegas, utilizaron el carbono-14, el
subproducto de los ensayos de bombas nucleares en superficie realizados
entre 1945 y 1963. Mediante el análisis del tejido cerebral con equipos
de espectrometría de masas, el grupo de investigadores pudo cuantificar
el número de átomos de carbono-14 atrapados en diferentes poblaciones
de células en diferentes regiones del cerebro. Luego pudieron comparar
esta cifra con los datos conocidos de los niveles atmosféricos de
carbono-14 desde la fecha de nacimiento de una célula en diferentes
personas hasta dentro de un año aproximadamente. El nivel de carbono-14
es mayor en las células más antiguas, que crecieron más cerca del pico
de las pruebas de las bombas nuclear, que en las células nacidas más
recientemente, que absorbieron menos elementos de la atmósfera.
 |
|
El equipo de Frisén demostró que los humanos son el único mamífero
conocido en el que no hay neurogénesis en el bulbo olfativo adulto, ya
que todas las células de esta región del cerebro tenían la misma edad.
Pero al observar el hipocampo en 55 cerebros post-mortem de entre 19 y
92 años, el equipo descubrió que un grupo de neuronas en un área del
hipocampo llamada el giro dentado había nacido a lo largo de la edad
adulta. La capacidad de crear nuevas neuronas parece permanecer en los
humanos más tiempo que en los ratones. En lugar de la disminución de 10
veces entre los ratones jóvenes y los de mediana edad, el equipo
encontró sólo una disminución de cuatro veces en los humanos.
Una pequeña parte de nuestro cerebro permanece permanentemente joven,
renovándose continuamente, con nuevas células que llegan, se diferencian
y se conectan. Al modelar el proceso, el equipo estimó que generamos
alrededor de 1400 nuevas neuronas cada día. No es mucho, no nos sirven
de gran cosa, no sustituyen a las neuronas que perdemos en el alzhéimer o
en el párkinson, pero es una expectativa, una posibilidad de que quizá,
algún día podremos cambiar las cosas. Eso es la ciencia, una
herramienta para conocer y una puerta a la esperanza.
Fuente: https://jralonso.es/2023/04/12/atomos-y-neuronas/
