Menjar fòssils, repetir mots i robotitzar aranyes mortes (Premis Ig Nobel 2023)

Ja tenim la llista dels guardonats amb els Premis Ig Nobel del 2023.

Menjar fòssils (Zalasiewicz; Premi Ig Nobel de Química i Geologia)

Secció geològica de la Valle dell'Agno realitzada el 1758 per Giovanni Arduino (1714-1795), pioner en l'estudi de fòssils. Arduino estudiava estrats geològics, fòssils i minerals amb tots els sentits, incloent-hi el gust, i així ens descriu com closques fòssils d'una roca argilosa deixen un gust amarg i orinós.

Jan Zalasiewicz ha rebut el Premi Ig Nobel de Química i Geologia "per explicar per què a molts científics els agrada llepar roques". Concretament, el novembre del 2017, escrigué un article per a la revista de la Palaeontological Association titulat precisament "Eating fossils". Allà ens explica com remullar una roca amb saliva ajuda a destacar textures, però pioners de la geologia com Giovanni Arduino (1714-1795) anaven més enllà i feien descripcions detallades de la sabor de fòssils i minerals. Seguidament, Zalasiewicz feia algunes reflexions sobre com allò que fossilitza és la part més indigerible dels organismes del passat.

Zalasiewicz recollia ahir el guardó personalment.

Alienar mots (Moulin et al.; Premi Ig Nobel de Literatura)

Chris Moulin, Nicole Bell, Merita Turunen, Arina Baharin i Akira O'Connor han rebut el Premi Ig Nobel de Literatura "per estudiar les sensacions que experimenten les persones quan repeteixen un mot moltes, moltes, moltes, moltes, moltes, moltes, moltes vegades".

Moulin et al. (2021) publicaren un article a la revista Memory titulat "La la la la inducció de jamais vu en el laboratori: alienació de mot i saciació semàntica. "Jamais vu" és el nom del fenomen oposat al "déja vu", és a dir trobar subjectivament estrany quelcom que ens era familiar. Així Moulin et al. feien repetir certs mots a subjectes fins que aquests els començaven a trobar peculiars. Amb trenta repeticions o repeticions seguides durant un minut ja es podia aconseguir un jamais vu.

Chris Moulin i Akira O'Connor recollien ahir aquest guardó.

Necrorobotitzar aranyes (Yap et al.; Premi Ig Nobel d'Enginyeria Mecànica)

Te Faye Yap, Zhen Liu, Anoop Rajappan, Trevor Shimokusu i Daniel Preston han rebut el Premi Ig Nobel d'Enginyeria Mecànica "per reanimar aranyes mortes per utilitzar-les com a eines mecàniques prensils".

Yap et al. publicaren un article a la revista Advanced Science el juliol del 2022 en el que presentaven la necrobòtica com la disciplina d'aprofitament de materials biòtics com a actuadors llestos per al seu ús. Com a exemple posaven una aranya eutanitzada que, amb un pas senzill de fabricació, es convertia en una eina prensil. L'eina resultant, com l'aranya viva, fa sevir la pressió hidràulica per estendre les potes. El necrobot-aranya pot agafar objectes de fins a un 130% de la seva masssa.

Te Faye Yap i Daniel Preston recolliren el guardó. El treball no fa ben bé part de la tesi doctoral de l'enginera Yap de la qual Preston és el supervisor.

Analitzar orina i femta en el Bany de Stanford (Park; Premi Ig Nobel de Salut Pública)

Proposta de lavabo intel·ligent per a la monitorització de la covid-19

L'uròleg Seung-min Park ha rebut el Premi Ig Nobel de Salut Pública "per inventar el Bany de Stanford, un dispositiu que utilitza una varietat de tecnologies - inclosa una tira d'anàlisi d'orina, un sistema de visió computeritzada per a l'anàlisi de la defecació, un sensor anal acoblat a una càmara d'identificació i una connexió de telecomunicacions - per a monitoritzar i analitzar ràpidament les substàncies que excreten els humans.

Park et al. (2020) presentaren un sistema desmuntable de lavabo per a la monitorització personalitzada de la salut a través de l'anàlisi d'excrements. Park et al. (2021) defensen la utilitat de biomarcadors digitals d'excrements humans. Ge et al. (2022) han mostrat com a aquest disseny es pot aplicar en la monitorització de la covid-19. Ge et al. (2023) ho consideren un sistema de monitorització passiu en un context de salut de precisió.

Park recollí ahir el guardó.

Pensar com parlar enrere (Torres-Prioris et al.; Premi Ig Nobel de Comunicació)

María José Torres-Prioris, Diana López-Barroso, Estela Càmara, Sol Fittipaldi, Lucas Sedeño, Agustín Ibáñez, Marcelo Berthier i Adolfo García han rebut el Premi Ig Nobel de Comunicació per "estudiar les activitats mentals de persones expertes en parlar cap enrera".

En un article a Scientific Reports de juny del 2020, Torres-Prioris estudiaven les signatures neurocognitives de la seqüenciació fonèmica de locutors experts en parlar en sentit contrari, és dir persones capaces de pronunciar en l'ordre invers la seqüència de fonemes de paraules o frases. La neuroimatge indica que aquestes persones tenen un major volum de matèria grisa, una major difusivitat mitjana i una connectivitat funcional potenciada en les regions responsables d'operacions fonològiques i lingüístiques. En comparar dues d'aquestes persones, trobaven diferències individuals pel que fa a les àrees cerebrals que s'activaven en parlar a l'inrevés.

María José Torres-Prioris i Adolfo García recollien ahir el guardó.

Comptar pèls nasals (Pham et al.; Premi Ig Nobel de Medicina)

Christine Pham, Bobak Hedayati, Kiana Hashemi, Ella Csuka, Tiana Mamaghani, Margit Juhasz, Jamie Wikenheiser i Natasha Mesinkovska han rebut el Premi Ig Nobel de Medicina "per utilitzar cadàvers per a explorar si hi ha un nombre igual de pèls en cadascun dels dos narius d'una persona".

En un article publicat al Journal of the American Academy of Dermatology el desembre del 2020, Pham et al. quantificaven u mesuraven els pèls nasals d'una població cadavèrica. La raó d'aquest estudi era aprofundir en l'alopècia areata, una malaltia inflamatòria associada amb la pèrdua de pèl en el cuir cabellut, pestanyes, celles i narius. La pèrdua del pèl dels narius produeix en alguns d'aquests pacients una major incidència d'al·lèrgies, infeccions respiratòries de vies altes i sequetat nasal. Amb aquest recompte en cadàvers, Pham et al. volien analitzar la relació entre la quantitat de pèls nasals i la qualitat de la vida.

Pham, Mesinkovska, Juhasz, Hashemi i Mamaghani recolliren ahir el guardó.

Tastar l'efecte de l'electricitat en aliments (Miyashita & Nakamura; Premi Ig Nobel de Nutrició)

Homei Miyashita i Hiromi Nakamura han rebut el Premi Ig Nobel de Nutrició "per experiments per a determinar com pals i palletes electrificats poden canviar el gust d'aliments".

En una comunicació a la 2nd Augmented Human International Conference de març del 2011, Nakamura & Miyashita proposaven un mètode per augmentar la percepció del gust. El punt de partida és el sabor elèctric, és a dir la sensació que resulta d'estimular la llengua amb corrent elèctric. Per aconseguir aquesta estimulació elèctrica en begudes presentaven unes palletes connectades a un circuit elèctric. Per a aliments sòlids, proposaven un sistema basat en forquilles o pals connectats a un circuit elèctric.

Miyashita i Nakamura recollien ahir el guardó.

Estudiar l'avorriment (Tam et al.; Premi Ig Nobel d'Educació)

Katy Tam, Cyanea Poon, Victoria Hui, Wijnand van Tilburg, Christy Wong, Vivian Kwong, Gigi Yuen i Christian Chan han rebut el Premi Ig Nobel d'Educació "per estudiar sistemàticament l'avorriment de mestres i alumnes".

Tam et al. (2020) realitzaren un estudi amb 437 alumnes de 14-15 anys i 17 mestres, en el que els participants havien de completar un diari durant dues setmanes sobre l'avorriment a classe: s'observava una associació negativa entre l'avorriment del mestre i la motivació dels estudiants, alhora que l'avorriment de l'alumne era esperonat per la sensació que el mateix mestre s'avorria a classe. Tam et al. (2022) constataren en classes universitàries que els estudiants que anticipaven que una lliçó seria avorrida s'hi avorrien més durant la lliçó i posteriorment reportaven haver-s'hi avorrit més.

Chan, Tam i Van Tilburg recolliren ahir el guardó.

Mirar cap amunt quan un desconegut mira cap amunt (Milgram et al.; Premi Ig Nobel de Psicologia)

Stanley Milgram (1933-1984), Leonard Bickman i Lawrence Berkowitz han rebut el Premi Ig Nobel de Psicologia "per experiments al carrer d'una ciutat per veure quants passavolants s'aturaven per mirar cap amunt quan veien estranys mirant cap amunt".

El 1969, aquests tres autors publicaven un article al Journal of Personality and Social Psychology sobre el poder d'atracció de multituds de mida diferent. L'experiment, com s'ha dit, consistia en un nombre de persones degudament instruïdes que es posaven mirar cap a dalt d'un edifici en mig d'un carrer molt transitat: hom mesurava el nombre de vianants que s'aturaven per fer el mateix. Com més gran era el grup que feia de ganxo, major era la proporció de passants qu s'hi unien.

Len Bickman recollia ahir aquest guardó.

Comprovar com els peixos remenen l'oceà amb la posta

Bieito Fernández Castro, Marian Peña, Enrique Nogueira, Miguel Gilcoto, Esperanza Broullón, Antonio Comesaña, Damien Bouffard, Alberto C. Naveira Garabato i Beatriz Mouriño-Carballido han rebut el Premi Ig Nobel de Física "per mesurar l'abast en el qual la barreja de l'aigua oceànica és afectada per l'activitat sexual de les anxoves".

Fernández Castro et al. publicaren l'abril del 2022 un article a Nature Geoscience en el que comprovaven que les agregacions de peixos en fresa induïen una intensa barreja a les capes altes de l'oceà. Per fer-ho analitzaren de manera continuada durant 14 dies la turbulència a escala de centímetres d'una zona litoral. Cada nit hi havia un augment d'un o dos ordres de magnitud de la dissipació turbulenta, que arribava a 10^-6-10^-5 W·kg^-1. Aquest augment s'associava a l'activitat nedadora de grans agregacions d'anxoves que s'aplegaven en la temporada de fresa. La dissipació conduïa a una vigorosa barreja turbulenta, amb una eficiència comparable a un procés geofísic.

Bieito Fernandez Castro, Beatriz Mouriño-Carballido, Alberto Naveira Garabato, Esperanza Broullon i Miguel Gil Coto recollien ahir el guardó.

Ho’oleilana, una oscil·lació acústica bariònica de 1000 milions d’anys-llum

Cosmologia: D’acord amb la teoria de la física de l’univers calent primerenc seria d’esperar observar-hi oscil·lacions acústiques bariòniques (BAOs). L’estudi de separacions de parelles de galàxies en bases de dades de centenars de milers d’objectes confirma l’existència d’aquests BAOs. R. Brent Tully, Cullan Howlett i Daniel Pomarède presenten aquesta setmana en un article a The Astrophysical Journal la descoberta d’una forta contribució individual al senyal esmentat de BAO a una z = 0,068. Els tres autors, noms ben coneguts en la recerca sobre les grans estructures de l'univers, han donat a aquesta entitat el nom de Ho’oleilana. Aquesta estructura tridimensional té un radi mitjà de 155 h₇₅^-1 Mpc, i en el centre s’hi troba el supercúmul de Boötes. En la coberta perifèrica de Ho’oleilana es troba el Gran Mur Sloan, el Gran Mur del Center for Astrophysics i el complex Hercules. Si Ho’oleilana és una estructura BAO se’n dedueix un valor de la constant de Hubble de 76,9 (72,1-85,2) km·s^-1·Mpc^-1.

Distribució de grups galàctics en la regió nord del nostre univers observable

Les BAOs del jove univers

D’acord amb la teoria del Big Bang calent, 390.000 anys després d’aquest origen les ones de pressió generades en el plasma calent quedarien registrades en forma de fluctuacions bariòniques. Els romanents d’aquestes ones, observats en fases cosmològiques posteriors, constitueixen una font d’informació sobre l’evolució còsmica. Fins ara hom ha pogut constatar l’existència de BAO a partir de contribucions múltiples.

A gran escala l’univers és força homogeni. L’homogeneïtat de l’1% s’assoleix a 70-120 h₇₅ Mpc. Així doncs, les fluctuacions de densitat ocasionades per BAO individuals no haurien de suposar més que uns pocs punts percentuals en la densitat material mitjana.

Tully et al. examinaven visualment mapes de la compilació de distàncies galàctiques Cosmicflows-4 quan trobaren una estructura interessant. Aquesta estructura es troba a 250 Mpc de la Terra, i integra tota una sèrie de supercúmuls, filaments i murs que fins ara es consideraven no pas especialment connectats. Aquesta estructura ha rebut el nom de Ho’oleilana, i és una de les estructures més grans observades en l’univers proper.

Entre les estructures integrades a Ho’oleilana hi ha el Gran Mur Sloan, el supercúmul Corona Borealis, el supercúmul Ursa Majoris, el supercúmul Virgo-Coma, SCL 95, SCL 154, el supercúmul Boötes, 12 Abell, A1795, A1781, A1825 i A1831.

L’estructura tridimensional de Ho’oleilana

Tully et al. reporten doncs una estructura en anell. L’anàlisi estatística indicaria que aquesta estructura no resulta d’una disposició aleatòria de galàxies sinó de la bombolla resultant d’una BAO. En la modelització de la BAO que hauria donat lloc a Ho’oleilana, Tully et al. empren diferents paràmetres cosmològics. En aquesta modelització constaten que Ho’oleilana ha patit un procés d’homogeneïtzació entre la seva formació (z = 1060) i la situació actualment observable (z = 0,07).

El radi de Ho’oleilana, al seu torn, ofereix informació cosmològica rellevant. Tully et al. confien que missions futures com el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) o el 4MOST Hemisphere Survey ajudaran a validar aquesta identificació i a detectar estructures similars.

Lligams:

- Ho'oleilana: An Individual Baryon Acoustic Oscillation?. R. Brent Tully, Cullan Howlett, Daniel Pomarède. The Astrophysical Journal 954: 169 (2023).

Una subpoblació d’astròcits glutamatèrgics en el sistema nerviós central

Fa temps que sabem que la visió d’un sistema nerviós integrat per unes neurones que fan i desfan, i una glia que els presta suport és incompleta. En realitat comunicacions multimodals entre cèl·lules glials com els astròcits i les neurones controlen l’estructura i la funció del sistema nerviós central. Els grups de recerca de Ludovic Telley i d’Andrea Volterra, des de Losena, estudien aquesta interacció entre astròcits i neurones. Saben que els astròcits són capaços d’alliberar ràpidament quantitats de glutamat prou elevades com per controlar l’excitabilitat, plasticitat i activitat sincrònica de xarxes de neurones interconnectades per sinapsis. Aquest mecanisme sembla també al darrera de problemes neurològics i psiquiàtrics. Però si els astròcits poden fer això és perquè compten d’un aparell d’exocitosi similar a les neurones, possiblement dependent de calci. En un article publicat a la revista Nature que té a Roberta de Ceglia com a primera autora es presenten dades a favor d’aquesta hipòtesi de l’exocitosi de glutamat per astròcits. A través d’eines moleculars, bioinformàtiques i d’imatge capaces d’explorar l’heterogeneïtat funcional dels astròcits, i d’interferir en el procés d’exocitosi de glutamat in vivo, De Ceglia et al. han identificat nou clústers diferents d’astròcits hipocampals entre els quals hi ha una subpoblació que expressa components de la maquinària d’alliberament de glutamat pròpia de les sinapsis neuronals. Aquesta població d’astròcits es localitza en punts concrets de l’hipocamp. Amb un marcador de glutamat pel sistema GluSn-FR, De Ceglia constaten que aquest subgrup d’astròcits pot desencadenar l’alliberament local de glutamat quan rep l’estimulació adequada. Aquest alliberament queda suprimit si s’indueix en astròcits la deleció del transportador de glutamat VGLUT1. Aquests astròcits glutamatèrgics participen en la funció normal i patològica dels circuits cortico-hipocampals i nigrostriatals. Així doncs, podrien constituir una diana terapèutica en algunes neuropaties.

De Ceglia et al. han identificat una subpoblació d’astròcits glutamatèrgics en l’hipocamp murí i humà

L’anàlisi transcriptòmica de cèl·lules individuals

De Ceglia et al. han recorregut a l’anàlisi transcriptòmica de cèl·lules individuals amb l’objectiu d’identificar astròcits capaços d’alliberar glutamat a través d’una maquinària vesicular d’exocitosi. El primer pa fou integrar vuit bases de dades de cervell de ratolí que recullen dades de seqüenciació d’ARN de cèl·lules isolades (scRNA-seq) o de nuclis isolats (snRNA-seq) que cobreixen cèl·lules hipocampals i, particularment, astròcits. En avaluar les dades de cèl·lules hipocampals hi troben 15 clústers transcripcionals, corresponents als principals tipus cel·lulars clàssics. Així doncs hi trobaven neurones glutamatèrgiques, neurones GABAèrgiques, cèl·lules no-neuronals, etc. Entre aquestes cèl·lules no-neuronals hi havia astròcits, caracteritzats per l’expressió de gens com Slc1a2 (que codifica la proteïna GLT1), Slc1a3 (que codifica la proteïna GLAST), Gja1 (que codifica la proteïna CX43) i Aqp4.

Astròcits possiblement glutamatèrgics

Diem que una cèl·lula és glutamatèrgica si és capaç d’alliberar en breu temps quantitats prou efectives de glutamat com per excitar una neurona glutamatosensible. El glutamat és un aminoàcid que en el sistema nerviós central actua com a neurotransmissor en sinapsis interneuronals de tipus excitatori.

Entre els astròcits hipocampals de ratolí, De Ceglia et al. identificaren nou clústers. Aquests clústers presenten expressions diferencials de gens implicats en el transport iònic, en processos metabòlics, en la funció mitocondrial, el desenvolupament cel·lular, etc. El clúster 6 es caracteritza per un perfil transcriptòmic que recorda al dels precursors neurals del gir dentat hipocampal. El clúster 7 expressa particularment gens vinculats a l’exocitosi regulada per canals iònics i a la secreció de glutamat.

Dades morfològiques, immunohistoquímiques i transcripcionals indiquen que aquest clúster 7 representa una subpoblació d’astròcits que expressa gens requerits per a la secreció regulada glutamatèrgica.

La distribució d’astròcits glutamatèrgics

En talls histològics d’hipocamp de ratolí, De Ceglia et al. exploren l’alliberament de glutamat vinculat a astròcits. L’estimulació d’astròcits no condueix sempre a l’alliberament de glutamat, sinó únicament en un subgrup d’astròcits. Aquest alliberament astrocític de glutamat resta aturat si s’indueix una afectació en VGLUT1.

En un model de ratolí al que s’ha implantat una cànula optofluida en el gir dentat de l’hipocamp, De Ceglia identifiquen un alliberament de glutamat arran de l’estimulació específica d’astròcits.

El paper dels astròcits glutamatèrgics en la funció hipocampal

De Ceglia et al. treballen amb un model de ratolí transgènic que en resposta al tamoxifè deixa d’expressar el gen Slc17a7 en astròcits. En aquests animals es produeixen canvis en la potenciació a llarg termini, en capacitats de memòria i en patrons d’excitabilitat aguda.

La deleció de VGLUT2 en astròcits altera la funció del circuit nigrostriatal en ratolins.

Els astròcits glutamatèrgics com a diana terapèutica

De Ceglia et al. exposen un exemple de gliotransmissió glutamatèrgica rellevant en la funció hipocampal. L’exocitosi dependent de calci de vesícules carregades de glutamat no seria, doncs, patrimoni exclusiu de les neurones. Aquesta gliotransmissió glutamatèrgica reforça la potenciació a llarg termini, base de la funcions hipocampals vinculades a la memòria; també contraresta la hiperexcitació. Aquestes accions la fan interessant com a possible diana terapèutica en la malaltia de Parkinson.

Lligams:

- Specialized astrocytes mediate glutamatergic gliotransmission in the CNS. Roberta de Ceglia, Ada Ledonne, David Gregory Litvin, Barbara Lykke Lind, Giovanni Carriero, Emanuele Claudio Latagliata, Erika Bindocci, Maria Amalia Di Castro, Iaroslav Savtchouk, Ilaria Vitali, Anurag Ranjak, Mauro Congiu, Tara Canonica, William Wisden, Kenneth Harris, Manuel Mameli, Nicola Mercuri, Ludovic Telley & Andrea Volterra. Nature (2023).