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Estudio termodinámico para la remoción de metales pesados empleando materiales de origen agroindustrial
Authors: Rubio Campos Nallely Yunuen , Pérez Rodríguez Rebeca Yasmín , Hernández Barrera Luciana , Rodríguez Díaz Vania Lizette , Novelo Esquivel Tare Ariel , Nieto Escoto Sinaí , Molina Barrientos Edson Alejandro , Zavala Lugo Francisco Javier
Published: October 2024

El uso de desechos de origen agroindustrial como bioadsorbentes en los procesos de adsorción ofrecen una alta eficiencia debido a sus características químicas. En el presente estudio, se determinó el punto de carga cero para el residuo de café con el fin de establecer la distribución de cargas sobre su superficie y posteriormente evaluar su capacidad de remoción de Cromo VI en solución acuosa usando residuo de café recolectado de una casa habitación. Se evaluó el efecto del tamaño de partícula y la temperatura. Para el bioadsorbente se obtuvo un punto de carga cero de 7.2, señalando una distribución de cargas positivas sobre la superficie. La posterior evaluación de esta característica comprobó su afinidad para la remoción de iones Cromo VI. Los resultados para la adsorción de Cromo VI se favorece para un tamaño de partícula de 0.25 mm, debido a que posee una mayor área específica del bioadsorbente, cargado positivamente que permite la interacción con los iones Cromo VI con carga negativa, mediante atracciones electrostáticas del tipo Van der Waals. Los estudios de equilibrio mostraron que la capacidad de adsorción se incrementa al disminuir el tamaño de partícula en un 75% para una concentración en el equilibrio de 10 mg/L. Los datos experimentales fueron interpretados con el modelo de la isoterma de adsorción de Langmuir con una correlación del 97%.
Uso de abonos orgánicos en la fase vegetativa del cultivo de pepino
Authors: Medina Saavedra Tarsicio , Mexicano Santoyo Lilia , Martínez Ayala Natalia , Delgado Espino Frida , Marilú Moreno María , Rentería Granados Juan Martín , Ávila Rico Bryan Josúe , Soria Lesso Joselyn
Published: October 2024

El pepino (Cucumis sativus) pertenece a la familia de las Cucurbitáceas. México es el quinto productor a nivel mundial con una producción de 85 millones de toneladas. Esta hortaliza se cultiva principalmente bajo condiciones de invernadero y la fertilización se realiza principalmente a través del riego con fertilizantes inorgánicos. Sin embargo, este tipo de fertilizantes contaminan el agua subterránea y ocasionan la eutroficación. Por lo tanto, es necesario buscar alternativas para mitigar o disminuir el impacto negativo que producen los fertilizantes inorgánicos. En este sentido, la agricultura orgánica busca mantener la salud y productividad del suelo haciendo uso de abonos como el biol y el bocashi aumentan la actividad de los microorganismos, la capacidad de intercambio aniónico y catiónico, incorporan materia orgánica y nutrientes al suelo. El objetivo de esta investigación fue evaluar la aplicación de abonos orgánicos en la fase vegetativa del cultivo de pepino y observar su efecto sobre parámetros agronómicos durante la etapa vegetativa. Primeramente, se elaboró el biol y el bocashi. Los tratamientos aplicados fueron: bocashi (3 kg/m2), bocashi + biol al 10% (localizado), biol al 10% (localizado), biol al 10% (foliar), bocashi + biol al 10% (foliar) y plantas testigo. Las variables medidas fueron grosor del tallo, número de hojas y altura de la planta. Los resultados muestran un mayor grosor del tallo, número de hojas y altura de la planta al aplicar bocashi más biol de manera localizada. Por lo tanto, se concluye que la combinación de estos abonos orgánicos favorece a un mejor crecimiento en las plantas de pepino.
Síntesis de partículas de TiO2 por el método sol-gel y formulación del sistema TiO2/Quitosano asistidas por ultrasonido
Authors: Correa Guerra D. M. , Sánchez Saldaña M. F. , Calvillo Zacarias D. , González Hermosillo M. I. , Waldo López L. , Hernández Segoviano M.D. , Ybarra Rangel J. M. , Guzmán Álvarez G. , Zárraga Núñez R. A. , Palafox Segoviano J. A.
Published: October 2024

Este trabajo tiene como objetivo mostrar la síntesis y caracterización de partículas de TiO2 a partir del método sol-gel asistido por punta ultrasónica, siendo una propuesta que propicia la formación de un sistema particulado en donde pueden dominar tamaños que van desde los 10 a 37 nm generando así un área superficial que puede favorecer la interacción del sistema con otros elementos, además de lo anterior, favorece la formación de la fase cristalina anatasa la cual presenta actividad fotocatalítica generando así un material con aplicaciones de interés. Paralelamente a este primer objetivo, con las partículas obtenidas se realizó la formulación de un sistema TiO2/Quitosano en donde la interacción entre estos dos componentes potencializa la actividad fotocatalítica del TiO2, ya que el quitosano mejora la dispersión y estabilidad de las partículas, evitando su aglomeración y mejorando su eficiencia reactiva, esto debido a la formación de grupos oxidantes a partir de la interacción de grupos amino e hidroxilo, ofreciendo una amplia gama de aplicaciones en el tratamiento de agua o como recubrimiento a estructuras orgánicas, tales como la madera.
Evaluación de osteoporosis mediante sonido focalizado
Authors: Fierro Álvarez Estefanía Guadalupe , Gutiérrez Correa Jorge , López Marquez Miguel Ángel , Quijada Baltazar Oscar , Cordoba Fraga Teodoro
Published: October 2024

El uso del sonido focalizado es abordado como método para la evaluación de la osteoporosis. La actualización del dispositivo se elaboró en el laboratorio de Física Médica de la división de Ciencias e Ingenierías de la Universidad de Guanajuato campus León. A través del sonido focalizado, se busca analizar las propiedades mecánicas y estructurales del hueso para proporcionar una evaluación o diagnóstico preciso y no invasiva de la densidad mineral ósea (DMO). Se pretende que la mejora del prototipo represente un avance significativo en la atención médica. El prototipo tiene la capacidad de mejorar el acceso al diagnóstico temprano de osteoporosis.
Estudio descriptivo de la frecuencia de la violencia en persona mayores residentes de la región Laja-Bajío
Authors: Maya Pérez Eloy , España Estrada Blanca Sofía , Rico Aguirre Jesús David , Navarrete Derramadero Laura Yeraldin , Miranda Cázares Natalia Estefanía , Labrada Jimenez Oscar
Published: October 2024

El objetivo de la investigación fue evaluar la condición del maltrato y maltrato psicológico que experimentan una muestra de la población adulta mayor de esta comunidad, el material utilizado fue la Escala Geriátrica de Maltrato al adulto mayor. La población estudiada constó de 92 participantes los cuales fueron seleccionados por conveniencia y por bola de nieve; con los resultados logramos concluir que el tipo de violencia ejercida en mayor medida es la violencia psicológica manifestada en forma de indiferencia, siendo el violentador principal la pareja de sexo masculino, esto desencadenado por la carencia de empatía y la ausencia respeto, contribuyendo a la desvalorización y daño psicológico en las PM.
Modelo empírico de una planta de refrigeración usando R1234ze(E)
Authors: Casas del Ángel Estephanía Jazvi , López López Luis Andrés , Vazquez Aguilar Juan Alejandro , Camarena Ortiz Ana Isabel , Jiménez García Javier Ulises , Belman Flores Juan Manuel
Published: October 2024

En este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo matemático basado en un ciclo simple de compresión de vapor operando con el refrigerante R1234ze(E), esto mediante datos obtenidos de un banco experimental. Los datos son aquellos que representan cierta estabilidad en el funcionamiento de la instalación experimental, para lo cual se obtuvieron 20 datos para proponer regresiones experimentales con el fin de predecir comportamientos de la instalación. El trabajo experimental consistió en manipular la instalación bajo cuatro parámetros operacionales, temperatura y caudal volumétrico, de los circuitos secundarios que simulan la carga y la disipación térmicas del ciclo de compresión de vapor. Las regresiones experimentales obtenidas muestran mejor grado de correlación para el coeficiente de desempeño, COP, con el cual se puede proyectar el funcionamiento del sistema de refrigeración.
Brecha Académica de Escuelas Públicas y Privadas en el Nivel Medio, ¿Mito o Realidad?
Authors: Ayala Valdés Karla Videt , Ayala Valdés Eliseo , Ulises Adrián Negrete Vargas , Paz Rodríguez Citlali Alejandra , Romero Rodríguez Miguel Ángel , Trejo Soto Edgar Damián , Zaragoza Delgado Paola
Published: October 2024

El presente estudio investiga la posible brecha académica entre escuelas públicas y privadas en el nivel medio en el estado de Guanajuato, México. La calidad educativa y el rendimiento académico de los estudiantes en ambos tipos de instituciones han sido objeto de debate. Para determinar la magnitud de esta brecha, se realizó un análisis cuantitativo de los resultados de pruebas de admisión aplicadas durante dos años consecutivos. El análisis estadístico, utilizando la prueba T de Student y el software JASP, reveló diferencias significativas en el rendimiento académico en áreas clave como razonamiento verbal, matemático, español, ciencias y estudios sociales. Los resultados indicaron que los estudiantes de escuelas privadas superan a sus pares de escuelas públicas en todas las materias evaluadas. Estos hallazgos sugieren que las escuelas privadas ofrecen ventajas significativas en términos de recursos educativos y métodos pedagógicos, contribuyendo a un mejor desempeño académico en comparación con las escuelas públicas.
Responsabilidad ciudadana: Riesgos de la democracia desde la visión platónico – aristotélica y la actualidad
Authors: Muñoz Zárate Martha Lorena , García Aguirre Santiago , Durán González Juan Antonio , Téllez Velasco Román Antonio
Published: October 2024

Las doctrinas políticas de la antigüedad clásica, especialmente las de Platón y Aristóteles desvelan la poca o ninguna estima que estos pensadores sentían por el régimen democrático de gobierno. Para ellos la democracia no era considerada una buena forma de gobierno, ya que al ser demasiado incluyente se corría el riesgo de que se opinara y votara irracionalmente o sin virtud sobre determinados problemas que requerían conocimiento de causa para ser resueltos. A la luz del tiempo, y sin dejar de considerar las marcadas diferencias entre la democracia antigua y las actuales, el presente proyecto de investigación pretende destacar los argumentos de la postura platónico – aristotélica de los riesgos que puede representar la democracia y analizarlos comparativamente con la realidad democrática actual en México a propósito del inminente proceso electoral del mes de Julio 2024 en México. Para ello, aunado a una puntual revisión documental se aplicó una encuesta a estudiantes ciudadanos o cuasi-ciudadanos de la Escuela de Nivel Medio Superior de Celaya, así como a ciudadanos de la población en general. Los resultados obtenidos permiten contrastar al interior de cada grupo y entre ambos grupos encuestados, aspectos de suma importancia para construir una democracia de calidad como lo son: la responsabilidad ciudadana, la ignorancia político-electoral y el pensamiento crítico.
Análisis estadístico del uso de cigarrillos electrónicos (Vapeadores) en la Comunidad Estudiantil de la Universidad de Guanajuato
Authors: Ayala Mejía Nancy Priscila , Maciel Fonseca Valeria Carolina , Murillo Marmolejo Ana Karen , Peña Lemus Hana Aurora , Rangel Vázquez Julieth Daniela , Rivera Vázquez Valentina , Segoviano Garfias José J.N. , Nájera Lara Mónica
Published: October 2024

En los últimos años, el uso de vapeadores ha aumentado en popularidad. Sin embargo, existe una escasa investigación sobre su uso en contextos educativos específicos, como es el caso de la Universidad de Guanajuato. El presente estudio tiene como objetivo evaluar el uso de vapeadores y las distintas percepciones al respecto dentro de la Comunidad Estudiantil de la Universidad de Guanajuato. Generar este conocimiento puede permitir desarrollar estrategias efectivas para evaluar y reducir su consumo, así como teorizar sobre los posibles riesgos a largo plazo para la salud de la comunidad estudiantil. Para ello, se diseñó una encuesta dirigida a esta población que cuenta con 47,108 alumnos, distribuidos en 30,893 del nivel superior y 16,215 del nivel medio superior. La encuesta fue elaborada utilizando la herramienta Microsoft Forms y difundida a través de redes sociales como Facebook e Instagram. En ella se recopilaron datos generales, hábitos de uso de vapeadores, motivos de uso, evaluación del conocimiento sobre su impacto en la salud, y percepciones u opiniones sobre su regularización. Se obtuvieron un total de 584 respuestas, donde la mayor parte de la participación correspondió al sexo femenino, con un 61%, seguido del sexo masculino con un 37%, y un 1% de respuestas del género no binario. Además, se observó que el 67% de las participaciones provino de estudiantes de nivel medio superior. La encuesta reveló que un 61% de la población no ha probado vapeadores de ningún tipo, mientras que el 39% restante ha consumido al menos una vez este producto. Los encuestados mencionaron que usan vapeadores por curiosidad, y algunos afirmaron que lo utilizan para disminuir sus niveles de ansiedad y/o estrés o simplemente por gusto, moda o tendencia. De los consumidores, el 75% no ha observado ninguna consecuencia o cambio en su salud, mientras que el 23% percibió cambios negativos, como afectaciones en la salud respiratoria y menor energía.
Mini detector modular de rayos cósmicos
Authors: Mendoza Ayala Jesús Leonardo , Nila Ramírez Jessica Valeria , Nicasio Navarro Anet Gabriela , Rojas Martínez Jonathan Francisco , Ramírez Ruiz Atzelbi Guadalupe , Moreno Perales Jesús Alejandro , Felix J.
Published: October 2024

Los físicos han desarrollado la detección y el estudio de los rayos cósmicos (RC) por más de un siglo, con una amplia variedad de detectores basados en materiales muy diversos como agua, gases, hielo, y muchos otros. Con ellos, han obtenido información de los constituyentes y propiedades físicas de los rayos cósmicos -espectro de velocidad, espectro de energía, espectro de composición, distribución como función de latitud y la longitud, intensidad a diferentes alturas-. Con propósitos de investigación, docencia y divulgación en RC, planeamos, diseñamos, construimos, caracterizamos y operamos un detector de rayos cósmicos modular y reconfigurable a base de dos bloques de acrílico de 5 cm x 10 cm x 10 cm -que funcionan como detectores y como veto detectores, uno colocado en la parte inferior y otro en parte superior- separados de centro a centro 145 cm uno del otro, con un tubo fotomultiplicador EMI acoplado en cada uno de los bloques; y, tres tubos de PVC de 111 mm de diámetro interior y 2 mm de espesor, y 35 cm de largo, llenos de aire, apilados en forma de telescopio, cada uno de ellos con un tubo fotomultiplicador acoplado tipo RCA. Con este arreglo de detectores, determinamos que el rango de tiempos de vuelo de los rayos cósmicos es (5, 385) ns; el rango de velocidades de los rayos cósmicos es (0.038, 0.98) c; el rango de momentos de los rayos cósmicos, suponiendo que inciden muones, es (0.004, 0.52) GeV; y el rango de energías, suponiendo que son muones las partículas incidentes, es (0.106, 0.53) GeV; y la intensidad del flujo de partículas 1409 muones/(m2 s). Presentamos los detalles de la planeación, del diseño, la construcción, la caracterización, y algunos resultados físicos preliminares.
Anteproyecto para el Jardín Botánico Universitario de la Universidad de Guanajuato
Authors: Zepeda Martínez Xanat Natividad , Torres Calvillo Edgar Emmanuel , Rabadán Villalpando María Eugenia
Published: October 2024

El Departamento de Comunicación Pública de la Ciencia del Anteproyecto para el Jardín Botánico Universitario de la Universidad de Guanajuato ha trabajado en el análisis de públicos y las estrategias que se han implementado en otras instituciones, con base a esto, se han descartado distintas estrategias para el mejor funcionamiento del anteproyecto. Uno de los momentos cumbre fue el tomar la decisión de cómo y qué información se iba a comunicar al público, considerando que no todo el proceso se puede dar a conocer, se eligió lo más adecuado para el público universitario y el público en general. Así como tratar la importancia del por qué debería existir un jardín botánico en este contexto.
Microláseres a base de impresión láser directa
Authors: Estrada Zavala Abril Ariana , Urdiales Mena Saraí , González Anaya Alan , Hernández Mojica Uriel , López Ramírez Eduardo Nicolás , Mendoza Rosas Oscar Manuel , Castro-Beltrán Rigoberto
Published: October 2024

En este trabajo se presenta un ejemplo de fabricación y caracterización de microláseres a base de polímero. Las cavidades son fabricadas utilizando la técnica de impresión láser directa y como ejemplo, se presenta un matriz de 2x4 cavidades con razón de aspecto de diámetro/altura de 0.59; indicando que las cavidades tienen una altura mayor que su diámetro. Las microcavidades en forma de cilindro están fabricadas a base de un polímero fotosensible dopado con un elemento de ganancia óptica (Rodamina) con emisión alrededor de 600 nm. Al ser ópticamente excitadas con un láser de alta potencia de Nd:YAG con longitud de onda de trabajo centrada en , las cavidades presentaron un umbral de operación promedio de 11.03". El trabajo presenta la gran versatilidad en la fabricación y etapa de caracterización.
Determinación de la Metilación global del ADN, Un posible efecto por exposición a tóxicos en ladrilleros de Guanajuato
Authors: Rodríguez Camarillo G. , Cortés Arias M.F. , Chavez Peña M.A. , Alegría Torres J.A.
Published: October 2024

La exposición a tóxicos por parte de contaminantes provenientes del área de trabajo de ladrilleras tienen como resultado enfermedades o daños a la salud derivadas de la precariedad del ambiente en el que se labora. La metilación del ADN es un fenómeno epigenético natural que consiste en la adición de grupos metilo a las citosinas del ADN que anteceden a una guanina, y que son denominadas islas CpG. Sin embargo, este proceso puede alterarse por contaminantes que se generan en ambientes de trabajo como ocurre en el proceso de fabricación de ladrillos, y que incluye: metales pesados e hidrocarburos aromáticos policíclicos. Las modificaciones epigenéticas asociadas a la exposición a estos contaminantes podrían contribuir al desarrollo de enfermedades atribuidas a estos tóxicos como son: daño pulmonar y enfermedades renales.
Efecto - causa de aplicar un voltaje impusional a un modelo biológico. Uso de la técnica de Bioimpedancia Eléctrica
Authors: Hernández Rodríguez Roberto Alexander , Granados Macías Neil Aiken , Pinedo Guadarrama Carlos , Guzmán Zaragoza Ángel Adad , Marbán Guerrero Ximena , Balleza Ordaz José Marco
Published: October 2024

La bioimpedancia eléctrica (BIE) es una técnica no invasiva y sin radiaciones ionizantes que se ha destacado en medicina, fisiología, nutrición, biología y deportes. Permite medir la resistencia de los tejidos biológicos a una corriente alterna, proporcionando información sobre la composición corporal, estado de hidratación, función cardiovascular y parámetros fisiológicos. Es crucial para el diagnóstico, monitoreo y tratamiento de diversas enfermedades, siendo una herramienta esencial en la práctica clínica y la investigación científica. La BIE se basa en inyectar una corriente alterna de baja amplitud y medir los biopotenciales resultantes. Utiliza un circuito equivalente para modelar los tejidos biológicos, representado por resistencias y capacitancias, y se analiza mediante diagramas de Bode para visualizar la respuesta en frecuencia. Actualmente, se investiga la aplicación de pulsos de corriente para obtener mediciones ultrarrápidas de impedancia en el plano de Fourier, mejorando la determinación del estado tisular.
Comparación de la liberación de nitazoxanida a partir de tabletas elaboradas a base de mezclas poliméricas biodegradables contra un lote comercial
Authors: González Ramírez Jesús Alejandro , Herrera Hernández Andrea del Rocio , López Muñoz Nayely , Pizaña Chávez José Daniel , Ramírez Quintana Agustín Gamaliel , Orozco Castellanos Luis Manuel , Zarco Álvarez Diana Paola , Orozco Castellanos Luis Manuel , Herrera Gallardo Javier
Published: October 2024

ECN01, ECESCN02, ECESFN03, ECESCN04, ECESFN05 fueron cargados con nitazoxanida al 10% (m/m) y PEC01, PECESC02 y PECESF03 fueron preparados como palcebos para utilizarse como blancos en las pruebas de cinética de liberación. Las mezclas obtenidas se comprimieron por medio de una tableteadora excéntrica para formar tabletas de 60 ± 10 mg las cuales se pesaban y se descartaban las tabletas fuera de este rango. Los lotes fabricados en el laboratorio se sometirton a una caracerización de cinetica de liberación junto con un lote comercial llamado Paramix para realizar una comparación. Las cinéticas de liberación de nitazoxanida (37° 100 rpm pH 9.0 ± 0.5) presentaron porcentajes de 11%, 11%, 2%, 16%, 13% y 34%, para ECN01, ECESCN02, ECESFN03, ECESCN04, ECESFN05 y el lote comercial, respectivamente a los 30 minutos de iniciada la prueba.
Diseño y Desarrollo de un Espectrofotómetro UV-VIS de Coste Moderado para Aplicaciones Educativas y de Investigación
Authors: Sierra Lemus Jacob , Hernández Rayas Angélica , Rivera Manrique Solange Ivette
Published: October 2024

Este artículo presenta el diseño y desarrollo de un espectrofotómetro UV-VIS de coste moderado, destinado a aplicaciones educativas y de investigación. El espectrofotómetro incluye una lámpara HID de xenón, un sistema de colimación, un monocromador, un sistema de selección de longitud de onda, un fotodetector, y un sistema de adquisición de datos con un microcontrolador. El dispositivo cuenta con dos modalidades de adquisición de datos: medida única y barrido espectral. Este diseño equilibra rendimiento y accesibilidad, ideal para entornos educativos y proyectos de investigación que requieren una solución económica sin sacrificar precisión. Aunque se han superado diversos retos técnicos, aún se requieren pruebas exhaustivas para validar completamente su rendimiento bajo diversas condiciones experimentales.
Obtención de poliuretanos a partir de la degradación del PET
Authors: Urbina González Cecilia Angélica , Barrera Nava Miriam Paola , Barrera-Rivera Karla A. , Martínez Richa Antonio
Published: October 2024

El PET (tereftalato de polietileno en español) es un polímero ampliamente utilizado en envases plásticos y presenta una gran oportunidad para ser reciclado y reutilizado en formas de alto valor agregado, la sobreproducción y desecho de este conlleva impactos significativos en el medio ambiente, desde el consumo de recursos no renovables hasta la acumulación de desechos plásticos en los ecosistemas terrestres y acuáticos. En esta investigación nos centramos en la obtención de poliuretano a partir de la degradación del PET, ofreciendo una alternativa prometedora y sostenible para mitigar la contaminación plástica. El proceso de degradación del PET se convierte así en una fuente viable de materias primas para la síntesis de poliuretano (PUs) derivados de la reacción entre un poliol y un diisocianato, que es un material versátil con aplicaciones en diversas industrias.
Brechas de desigualdad. Un estudio de mujeres universitarias en México
Authors: Cervera Delgado Cirila , Martí Reyes Mireya , Gutiérrez Frutos Melissa Monserrat , Pérez Cuevas Juliana , De la Fuente Rodríguez Mariana , Rodríguez Cervantes Liliana
Published: October 2024

El presente artículo tiene como finalidad analizar las brechas de género en las universidades públicas estatales, los factores que propician estas asimetrías y las probables acciones sustantivas que coadyuven a crear ambientes universitarios más igualitarios. El centro es la revisión del estatus que guardan las mujeres académicas y estudiantes; las primeras, enfrentando un techo de cristal y las segundas viviendo la división de carreras universitarias, dentro de las cuales, las masculinizadas, identificadas dentro del área STEM son las que ostentan mayor prestigio y son, justamente, en donde ellas se ven relegadas. Con este propósito, se realizó un análisis documental, basado en la metodología propuesta por Denzin y Lincoln (2011), aproximación que permitió obtener una visión integral sobre la situación de las mujeres en el ámbito universitario, evaluando su presencia y rol desde una perspectiva crítica y fundamentada. Entre los hallazgos sobresale que ha habido una mayor presencia de académicas en puestos de primer nivel en sus universidades y un incremento de la matrícula femenina en las áreas STEM, sin embargo, este incremento aún no es indicador de que se estén abatiendo las desigualdades, dado que persiste una raíz social, cultural e institucional que favorece su prevalencia, lo que hace imprescindible continuar visibilizando la situación mujeres-hombres en las universidades y aplicando acciones sustantivas en pos de la igualdad de género.
Frustrative Nonreward: Behavior, Circuits, Neurochemistry, and Disorders
Authors: Papini Mauricio R. , Green Thomas A. , Mármol Contreras Yorkiris , Torres Carmen , Ogawa Masaaki , Li Zheng
Published: October 2024

The surprising omission or reduction of vital resources (food, fluid, social partners) can induce an aversive emotion known as frustrative nonreward (FNR), which can influence subsequent behavior and physiology. FNR is an integral mediator of irritability/aggression, motivation (substance use disorders, depression), anxiety/fear/threat, learning/conditioning, and social behavior. Despite substantial progress in the study of FNR during the twentieth century, research lagged in the later part of the century and into the early twenty-first century until the National Institute of Mental Health's Research Domain Criteria initiative included FNR and loss as components of the negative valence domain. This led to a renaissance of new research and paradigms relevant to basic and clinical science alike. The COVID-19 pandemic's extensive individual and social restrictions were correlated with increased drug and alcohol use, social conflict, irritability, and suicide, all potential consequences of FNR. This article highlights animal models related to these psychiatric disorders and symptoms and presents recent advances in identifying the brain regions and neurotransmitters implicated.
Neural Encoding of Bodies for Primate Social Perception
Authors: Abassi Etienne , Bognár Anna , de Gelder Bea , Giese Martin , Isik Leyla , Lappe Alexander , Mukovskiy Albert , Solanas Marta Poyo , Taubert Jessica , Vogels Rufin
Published: October 2024

Primates, as social beings, have evolved complex brain mechanisms to navigate intricate social environments. This review explores the neural bases of body perception in both human and nonhuman primates, emphasizing the processing of social signals conveyed by body postures, movements, and interactions. Early studies identified selective neural responses to body stimuli in macaques, particularly within and ventral to the superior temporal sulcus (STS). These regions, known as body patches, represent visual features that are present in bodies but do not appear to be semantic body detectors. They provide information about posture and viewpoint of the body. Recent research using dynamic stimuli has expanded the understanding of the body-selective network, highlighting its complexity and the interplay between static and dynamic processing. In humans, body-selective areas such as the extrastriate body area (EBA) and fusiform body area (FBA) have been implicated in the perception of bodies and their interactions. Moreover, studies on social interactions reveal that regions in the human STS are also tuned to the perception of dyadic interactions, suggesting a specialized social lateral pathway. Computational work developed models of body recognition and social interaction, providing insights into the underlying neural mechanisms. Despite advances, significant gaps remain in understanding the neural mechanisms of body perception and social interaction. Overall, this review underscores the importance of integrating findings across species to comprehensively understand the neural foundations of body perception and the interaction between computational modeling and neural recording.
Altered Protein Palmitoylation as Disease Mechanism in Neurodegenerative Disorders
Authors: Wlodarczyk Jakub , Bhattacharyya Raja , Dore Kim , Ho Gary P. H. , Martin Dale D. O. , Mejias Rebeca , Hochrainer Karin
Published: October 2024

Palmitoylation, a lipid-based posttranslational protein modification, plays a crucial role in regulating various aspects of neuronal function through altering protein membrane-targeting, stabilities, and protein–protein interaction profiles. Disruption of palmitoylation has recently garnered attention as disease mechanism in neurodegeneration. Many proteins implicated in neurodegenerative diseases and associated neuronal dysfunction, including but not limited to amyloid precursor protein, β-secretase (BACE1), postsynaptic density protein 95, Fyn, synaptotagmin-11, mutant huntingtin, and mutant superoxide dismutase 1, undergo palmitoylation, and recent evidence suggests that altered palmitoylation contributes to the pathological characteristics of these proteins and associated disruption of cellular processes. In addition, dysfunction of enzymes that catalyze palmitoylation and depalmitoylation has been connected to the development of neurological disorders. This review highlights some of the latest advances in our understanding of palmitoylation regulation in neurodegenerative diseases and explores potential therapeutic implications.
Challenges and Approaches in the Study of Neural Entrainment
Authors: Duecker Katharina , Doelling Keith B. , Breska Assaf , Coffey Emily B. J. , Sivarao Digavalli V. , Zoefel Benedikt
Published: October 2024

When exposed to rhythmic stimulation, the human brain displays rhythmic activity across sensory modalities and regions. Given the ubiquity of this phenomenon, how sensory rhythms are transformed into neural rhythms remains surprisingly inconclusive. An influential model posits that endogenous oscillations entrain to external rhythms, thereby encoding environmental dynamics and shaping perception. However, research on neural entrainment faces multiple challenges, from ambiguous definitions to methodological difficulties when endogenous oscillations need to be identified and disentangled from other stimulus-related mechanisms that can lead to similar phase-locked responses. Yet, recent years have seen novel approaches to overcome these challenges, including computational modeling, insights from dynamical systems theory, sophisticated stimulus designs, and study of neuropsychological impairments. This review outlines key challenges in neural entrainment research, delineates state-of-the-art approaches, and integrates findings from human and animal neurophysiology to provide a broad perspective on the usefulness, validity, and constraints of oscillatory models in brain–environment interaction.
Beyond Birth Control: The Neuroscience of Hormonal Contraceptives
Authors: Lacasse Jesse M. , Heller Carina , Kheloui Sarah , Ismail Nafissa , Raval Ami P. , Schuh Kristen M. , Tronson Natalie C. , Leuner Benedetta
Published: October 2024

Hormonal contraceptives (HCs) are one of the most highly prescribed classes of drugs in the world used for both contraceptive and noncontraceptive purposes. Despite their prevalent use, the impact of HCs on the brain remains inadequately explored. This review synthesizes recent findings on the neuroscience of HCs, with a focus on human structural neuroimaging as well as translational, nonhuman animal studies investigating the cellular, molecular, and behavioral effects of HCs. Additionally, we consider data linking HCs to mood disorders and dysregulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and stress response as a potential mediator. The review also addresses the unique sensitivity of the adolescent brain to HCs, noting significant changes in brain structure and function when HCs are used during this developmental period. Finally, we discuss potential effects of HCs in combination with smoking-derived nicotine on outcomes of ischemic brain damage. Methodological challenges, such as the variability in HC formulations and user-specific factors, are acknowledged, emphasizing the need for precise and individualized research approaches. Overall, this review underscores the necessity for continued interdisciplinary research to elucidate the neurobiological mechanisms of HCs, aiming to optimize their use and improve women's health.
Large-Scale Mechanistic Models of Brain Circuits with Biophysically and Morphologically Detailed Neurons
Authors: Dura-Bernal Salvador , Herrera Beatriz , Lupascu Carmen , Marsh Brianna M. , Gandolfi Daniela , Marasco Addolorata , Neymotin Samuel , Romani Armando , Solinas Sergio , Bazhenov Maxim , Hay Etay , Migliore Michele , Reinmann Michael , Arkhipov Anton
Published: October 2024

Understanding the brain requires studying its multiscale interactions from molecules to networks. The increasing availability of large-scale datasets detailing brain circuit composition, connectivity, and activity is transforming neuroscience. However, integrating and interpreting this data remains challenging. Concurrently, advances in supercomputing and sophisticated modeling tools now enable the development of highly detailed, large-scale biophysical circuit models. These mechanistic multiscale models offer a method to systematically integrate experimental data, facilitating investigations into brain structure, function, and disease. This review, based on a Society for Neuroscience 2024 MiniSymposium, aims to disseminate recent advances in large-scale mechanistic modeling to the broader community. It highlights (1) examples of current models for various brain regions developed through experimental data integration; (2) their predictive capabilities regarding cellular and circuit mechanisms underlying experimental recordings (e.g., membrane voltage, spikes, local-field potential, electroencephalography/magnetoencephalography) and brain function; and (3) their use in simulating biomarkers for brain diseases like epilepsy, depression, schizophrenia, and Parkinson's, aiding in understanding their biophysical underpinnings and developing novel treatments. The review showcases state-of-the-art models covering hippocampus, somatosensory, visual, motor, auditory cortical, and thalamic circuits across species. These models predict neural activity at multiple scales and provide insights into the biophysical mechanisms underlying sensation, motor behavior, brain signals, neural coding, disease, pharmacological interventions, and neural stimulation. Collaboration with experimental neuroscientists and clinicians is essential for the development and validation of these models, particularly as datasets grow. Hence, this review aims to foster interest in detailed brain circuit models, leading to cross-disciplinary collaborations that accelerate brain research.
Clinical Applications and Future Translation of Somatosensory Neuroprostheses
Authors: Graczyk Emily , Hutchison Brianna , Valle Giacomo , Bjanes David , Gates Deanna , Raspopovic Stanisa , Gaunt Robert
Published: October 2024

Somatosensory neuroprostheses restore, replace, or enhance tactile and proprioceptive feedback for people with sensory impairments due to neurological disorders or injury. Somatosensory neuroprostheses typically couple sensor inputs from a wearable device, prosthesis, robotic device, or virtual reality system with electrical stimulation applied to the somatosensory nervous system via noninvasive or implanted interfaces. While prior research has mainly focused on technology development and proof-of-concept studies, recent acceleration of clinical studies in this area demonstrates the translational potential of somatosensory neuroprosthetic systems. In this review, we provide an overview of neurostimulation approaches currently undergoing human testing and summarize recent clinical findings on the perceptual, functional, and psychological impact of somatosensory neuroprostheses. We also cover current work toward the development of advanced stimulation paradigms to produce more natural and informative sensory feedback. Finally, we provide our perspective on the remaining challenges that need to be addressed prior to translation of somatosensory neuroprostheses.
Emerging Functions of Neuromodulation during Sleep
Authors: Sulaman Bibi Alika , Zhang Yiyao , Matosevich Noa , Kjærby Celia , Foustoukos Georgios , Andersen Mie , Eban-Rothschild Ada
Published: October 2024

Neuromodulators act on multiple timescales to affect neuronal activity and behavior. They function as synaptic fine-tuners and master coordinators of neuronal activity across distant brain regions and body organs. While much research on neuromodulation has focused on roles in promoting features of wakefulness and transitions between sleep and wake states, the precise dynamics and functions of neuromodulatory signaling during sleep have received less attention. This review discusses research presented at our minisymposium at the 2024 Society for Neuroscience meeting, highlighting how norepinephrine, dopamine, and acetylcholine orchestrate brain oscillatory activity, control sleep architecture and microarchitecture, regulate responsiveness to sensory stimuli, and facilitate memory consolidation. The potential of each neuromodulator to influence neuronal activity is shaped by the state of the synaptic milieu, which in turn is influenced by the organismal or systemic state. Investigating the effects of neuromodulator release across different sleep substates and synaptic environments offers unique opportunities to deepen our understanding of neuromodulation and explore the distinct computational opportunities that arise during sleep. Moreover, since alterations in neuromodulatory signaling and sleep are implicated in various neuropsychiatric disorders and because existing pharmacological treatments affect neuromodulatory signaling, gaining a deeper understanding of the less-studied aspects of neuromodulators during sleep is of high importance.
Asco’s Asco and the Queer Affective Resonance of Abjection
Authors: Alvarado Leticia
Published: October 2024

This essay renarrativizes existing accounts of Asco’s formation and unifying ethos, centering the role of negative affect, to show how the group’s abject aesthetic strategies offer an alternative political vision of national belonging predicated on uncivic participation. It foregrounds a queer discordant site of genesis and recruitment that recasts Asco not as a concrete group but as an abject structure of feeling in Chicano East Los Angeles. Asco’s play uniquely highlights and challenges Chicano nationalist heteronormativity and its connection to representative presence as the grounds for enfranchisement, thus problematizing sedimented models of minority national inclusion. By harnessing negative affect, Asco instead reveals a vulnerable collectivity that coheres around and validates feelings of disenchantment and dis-ease while resisting a reparative move toward coherent minority subjectivity and unified communities.
Native intra-articular knee microbiome is a matter of facts: a systematic review of clinical evidence
Authors: Bonanzinga Tommaso , Conte Pietro , Anzillotti Giuseppe , Longobardi Vincenzo , Kon Elizaveta , Rescigno Maria , Marcacci Maurilio
Published: October 2024

Purpose

Growing interest surrounds the role of human gut microbiome in the development of degenerative pathologies such as osteoarthritis (OA), but microbes have recently been detected also in other sites previously considered to be sterile. Evidence emerged suggesting that even native and osteoarthritic knee joints may host several microbial species possibly involved in the osteoarthritic degeneration. This is the first systematic review critically collecting all the available evidence on the existence and composition of knee intra-articular microbiome.

Methods

A systematic research on the PubMed, Cochrane and Google Scholar databases was performed. Human clinical studies investigating the presence of intra-articular microbiome in native osteoarthritic knee joints with next-generation sequencing techniques were collected.

Results

A total of eight studies were included reporting data on 255 knees. All the included studies reported evidence supporting the existence of an intra-articular microbiome in native knee joints, with detection rates varying from 5.8% to 100%. Bacteria from the Proteobacteria phylum were found to be among the most identified followed by the Actinobacteria, Firmicutes, Fusobacteria, and Bacteroideta phyla. Proteobacteria phylum were also found to be more common in osteoarthritic knees when compared to healthy joints. Furthermore, several pathways correlating those microbes to knee OA progression have been suggested and summarized in this review.

Conclusions

Evidence collected in this systematic review suggests that the native knee joint, previously presumed to be a sterile environment, hosts a peculiar intra-articular microbiome with a unique composition. Furthermore, its alteration may have a link with the progression of knee osteoarthritis.
A low concentration of choline chloride alters the developmental program of the bovine preimplantation embryo
Authors: Haimon McKenzie L J , Estrada-Cortés Eliab , Amaral Thiago Fernandes , Block Jeremy , Jeensuk Surawich , Maia Tatiane S , Hoorn, Quinn A , Sagheer, Masroor , Bittar João H , Hansen Peter J
Published: October 2024

Choline is a known developmental programming agent of the bovine preimplantation embryo. Culture of the embryo with 1.8 mmol/L choline, a concentration much higher than in blood, alters development to cause increased weaning weight and other changes during the postnatal period. It was hypothesized here that choline exerts similar effects on the developmental program of the embryo when added at concentrations similar to those in peripheral blood (i.e. 4 µmol/L). Oocytes were collected via ovum pickup, and embryos were produced in vitro. Embryos were cultured until day 7 after fertilization in medium with 4 µmol/L choline chloride or, as a vehicle control, with an additional 4 µmol/L sodium chloride. Blastocysts were transferred into recipients, and pregnancy was diagnosed at approximately 28 days of gestation. Subsequent calves (n = 37 for vehicle and n = 35 for choline) were weighed at birth and at weaning. Addition of choline to the culture medium did not affect the proportion of embryos that became blastocysts or the proportion of transferred blastocysts that produced a pregnancy. Birth weight was unaffected by treatment, but calves derived from choline-treated embryos were heavier at the time of weaning and gained more per day from birth until weaning than calves derived from embryos treated with vehicle. Results demonstrate that choline can act on the preimplantation embryo at a physiologically relevant concentration to alter postnatal phenotype. Observations are further evidence for the importance of the first days of embryonic development for the phenotype of the resulting calf.

Lay summary

The period of early embryonic development is one in which changes in the environment of the embryo can alter its development and affect characteristics of the resultant offspring. Here, we show that providing a nutrient called choline to the cow embryo for the first 7 days of development increased growth after calving. These results suggest that it may be possible to program embryonic development early in pregnancy to improve livestock production.
Análisis Económico y Jurídico de la Desigualdad como Base para su Erradicación con Enfoque de Derechos Humanos
Authors: Fuentes Burgos Sonia Aidée , Puyana Mutis Alicia
Published: October 2024

El presente artículo pretende establecer semejanzas, diferencias y puntos de convergencia entre las principales posturas teóricas acerca de la desigualdad que se han generado desde la ciencia económica y la ciencia jurídica, reparando especialmente en los conceptos de desigualdad horizontal, desigualdad vertical; develar la relación entre la desigualdad y los derechos humanos; Análisis Económico y Jurídico de la Desigualdad como Base para su Erradicación – S.A. Fuentes Burgos y A. Puyana Mutisy realizar una breve descripción de las normas jurídicas mexicanas que regulan mecanismos reductores de desigualdad.El primer apartado de esta investigación clarifica la noción de desigualdad, desde la perspectiva de la ciencia económica como desde la ciencia jurídica, profundizando sobre las nociones de desigualdad horizontal y desigualdad vertical; en el segundo apartado se ofrecerán nociones fundamentales de derechos humanos que establecerán la relación entre estos y la desigualdad; en el tercer apartado se ofrecerá una descripción de las normas jurídicas mexicanas que establecen mecanismos reductores de desigualdad. Finalmente, en el cuarto apartado se ofrecerán conclusiones, lo anterior se realizará mediante los métodos deductivo, analítico y sistemático.
Gender, Growth Mindset, and Covid-19: A Cluster Randomized Controlled Trial in Bangladesh
Authors: Seager Jennifer , Asaduzzaman T.M. , Baird Sarah , Sabarwal Shwetlena , Tauseef Salauddin
Published: October 2024

School closures during the covid-19 pandemic disrupted learning among students globally, with concerns for long-term impacts on adolescent well-being and likely differential effects for boys versus girls. This study explores the gendered impacts of covid-19-related school closures on continued learning and motivation among secondary-school students in Bangladesh and presents short-term impacts of a cluster randomized intervention that offered students an innovative, virtually-delivered Growth Mindset curriculum. During the covid-19 pandemic, our analysis highlights that boys were significantly more likely to engage with media for continued learning, whereas girls were more likely to use books and paper assignments. Motivation for learning and aspirations for higher education fell during the covid-19 pandemic, particularly for girls. The randomized Growth Mindset intervention, which promoted the idea that individual characteristics, such as intelligence can be developed through practice, results in significant increases in adolescent motivation and aspirations across both genders. For boys, the effect sizes are large enough to compensate for negative covid-19 pandemic impacts; however, due to the larger negative impacts of the pandemic for girls, a covid-19 pandemic-related gender gap persists. Our findings suggest that a virtually-delivered Growth Mindset intervention mitigates the negative impacts of extended school closures, but that additional policies are needed to address gender differences in adolescent outcomes.
Managing Pandemic-induced Mental Health Concerns in the Philippines: A Strong Case for Building Public Trust and Confidence
Authors: Gaspar Raymond E. , Dela Cruz Nina Ashley O.
Published: October 2024

Using an online survey among Filipinos jointly conducted by YouGov and the Institute of Global Health Innovation at the Imperial College London from 31 March to 30 September 2020, this paper examines the state of mental health in the Philippines during the height of the pandemic and its link to public trust in and confidence toward the government and relevant authorities. The analysis reveals that young adults, women, part-time employees, unemployed, and persons with comorbidities have faced elevated risks of psychological distress during the pandemic. Empirical results further indicate that having strong and capable governance, setting clear directions and guidelines, and effectively motivating compliant behaviors on safety protocols allay fears and concerns among these groups, and thus are instrumental to preventing potential cases of depressive and anxiety disorders.