Fue un año lleno de exigencias para la ciencia. A medida de que se conocía más y más el virus responsable del Covid-19, el desarrollo de vacunas se debió afinar a contrarreloj. Mientras que al mismo tiempo se debió retomar la misión astronómica que pretende regresar al humano a la Luna, y posteriormente a Marte. A continuación un recuento de los diez hitos científicos y tecnológicos más relevantes de este año, que incluye descubrimientos, aplicaciones y planificaciones científicas sin precedentes que podrían revolucionar las distintas disciplinas durante las próximas décadas. Cada hito explicado por un experto o experta en la respectiva materia.

“Tarde o temprano vamos a ser impactados por un asteroide, y si podemos desviar un poco el curso de uno de estos, vamos a poder defendernos de los efectos devastadores que podría tener un choque contra la Tierra”, adelanta el astrónomo UChile y Premio Nacional de Ciencias Exactas 1999, José Maza. Durante este año se pudo probar un método para evitar un posible fin de la humanidad, como ocurrió con los dinosaurios hace 66 millones de años.

El proyecto DART (Double Asteroid Redirection Test), llevada a cabo por la Nasa, fue la primera misión dedicada a investigar y demostrar un método de desviación de asteroides cambiando el movimiento de un asteroide en el espacio a través del impacto cinético. En este caso fue una prueba, donde se chocó a un pequeño asteroide llamado Dymorphos, que tiene 66 metros de diámetro y gira entorno a otro más grande, 12 veces más grande.

“Al chocarlos frontalmente con una navecita que pesa 570 kg se logró cambiar el curso de la órbita de Dymorphos. El choque fue un éxito completo y ahora podemos decir que existe al menos una técnica para evitar este tipo de catástrofes, probada a 11 millones de kilómetros de nuestro planeta”, celebra Maza.

Después de ser golpeados por una de las mayores pandemias de la historia, los científicos cerraron fila para desarrollar a tiempo récord distintos tipos de vacunas para contrarrestar los males del Covid-19. “Desde el punto de vista desde la inmunología, esto hizo darnos cuenta de lo poco que sabemos y provocó a una vorágine por hacer investigación e identificar rápidamente qué tipo de virus es, cómo secuenciarlo y el posterior desarrollo de las vacunas”, manifiesta el director alterno del Instituto Milenio de Inmunología e Inmunoterapia IMII, Leandro Carreño.

Según agrega el también académico de la Universidad de Chile, “es muy destacable reconocer que nos podemos poner de acuerdo e investigar aspectos que eran muchas veces desconocidos. Nos dimos cuenta de que los anticuerpos eran de baja duración y efectividad, que la inmunidad celular no era muy óptima y la infección natural con el virus no confería suficiente protección, por lo que debíamos desarrollar vacunas”. A esto se suma la aplicación de inoculaciones bivalente para atacar las distintas variantes del SARS-CoV2 que han aparecido durante esta pandemia.

Otra cosa que destaca el investigador es que por primera vez en la historia se probaron vacunas de distintas tecnologías, tanto con de virus atenuado como de ARN mensajero. “Otra cosa que nunca habíamos hecho era la vacunación con sistemas heterólogos, que acá en Chile se dio mucho por motivos prácticos. Mezclamos distintos tipos de vacuna que comparativamente con otros países nos trajo algunas ventajas”, agrega.

Después de más de 50 años, en 2022 se concretó el inicio de una misión que pretende llevar nuevamente al humano a la Luna. Esta vez, con mujeres en su próxima tripulación. Como explica Rodrigo Herrera, astrónomo de la U. de Concepción e investigador del Centro de Astrofísica CATA, este programa consiste en tres etapas. La primera fue lanzar una cápsula no tripulada, la cual fue realizada con éxito a mediados de este año; la segunda consiste en enviar una nave tripulada y la tercera etapa implica que ellos puedan volver a pisar suelo lunar. Tal como se hizo en 1969.

“Este proyecto no solo es relevante porque nos permite volver a la Luna, sino porque funciona como un paso intermedio que nos permite probar la tecnología y la colaboración entre la empresa pública y privada para montar una base lunar, que es muy relevante para conseguir la meta última de esta misión, que es llegar a Marte”, detalla el astrónomo.

Este fue el inicio de una carrera que espera llevar la primera expedición tripulada hasta Marte, para fines de esta década o principios de la próxima.

Hace unos años, Alphabet -la empresa de Google- creó un software de Inteligencia Artificial capaz de predecir y secuenciar proteínas. Y este año, científicos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) demostró que AlphaFold es capaz de predecir correctamente la mitad de las secuencias de aminoácidos. Esto significa abrir la puerta para acortar el tiempo y los recursos de una investigación para el desarrollo de nuevos fármacos y antibióticos.

“Las proteínas son como una especie de rosario, que son los aminoácidos, pero que se va doblando de distintas formas. Predecir esa forma es muy complicado. Entonces, la idea era usar modelos computacionales para no tener que hacer los cientos de estudios en un laboratorio, y eso abre la puerta a muchas cosas, como la generación de nuevas drogas, antibióticos, entre otros”, agrega el investigador del Centro Nacional de Inteligencia Artificial, Pedro Maldonado.

Si bien, el estudio reciente del MIT determinó su tasa de éxito es la mitad, de todas formas esto es mejor que tratar de determinar la estructura de la proteína por otros lados. Aunque, según cuenta Maldonado, “esto hay que tomarlo con cautela. Los algoritmos no son completamente perfectos, pero son un importante avance que permite reducir en parte este trabajo. Aunque hay que considerar que todavía requiere ajustar el modelo para que sea más exitoso”.

Otro gran hito de la ciencia y de la astronomía fueron las imágenes que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) reveló durante 2022. En una imagen, la más detallada del Universo conocido hasta ahora, es posible identificar estrellas que vivieron poco después del Big Bang.

Este observatorio espacial, creado en una alianza entre las agencias aeroespaciales Nasa, ESA y CSA (de EE.UU., Europa y Canadá respectivamente), logró captar un imágenes y datos para retratarlos en la imagen, llamada SMACS 0723, la más profunda del universo que obtuvo el JWST a mediados de 2022. Consiste en un cumulo de galaxias que están a 4.6 mil millones de años luz, pero donde también hay otras más cercanas e incluso algunas más lejanas.

“En esa imagen se pueden ver galaxias tal como existieron hace 13.1 mil millones de años atrás, que sería muy cercano al inicio del universo -que se calcula en 13.8 mil millones de años luz-”, explica Bárbara Rojas Ayala, académica del Instituto de Alta Investigación (IAI) de la Universidad de Tarapacá e investigadora del Centro de Excelencia en Astrofísica y Tecnologías Afines.

Gracias a la información captada por el JWST, ahora será posible “obtener observaciones que nos permitan estudiar cada fase del universo dentro de los próximos diez o veinte años. Desde la formación del Big Bang, de las primeras galaxias, hasta cosas que son más cercanas como la formación de sistemas planetarios, e incluso la formación de nuestro sistema solar y el estudio de planetas gigantes”, manifiesta la astrónoma.

“Yo creo que desde el punto de vista científico esto no es un avance tan grande. Más bien llamó la atención por lo llamativo del trabajo, pero en cuanto a las aplicaciones y a los avances no es tan relevante”, confiesa César Ravello, investigador de Fundación Ciencia y Vida, y académico de la Universidad San Sebastián. Sin embargo, es innegable el impacto que generó ver arañas muertas siendo controladas para tomar cosas con sus patas.

Esto fue realizado por ingenieros mecánicos de la Universidad de Rice están mostrando cómo reutilizar arañas fallecidas como pinzas mecánicas que pueden mezclarse en entornos naturales mientras recogen objetos, como otros insectos, que las superan.

“La araña, después de su muerte, es la arquitectura perfecta para pinzas de origen natural a pequeña escala”, dijo Daniel Preston de la Escuela de Ingeniería George R. Brown de Rice. El estudio publicado en julio pasado, en Advanced Science, describe el proceso por el cual Preston y la autora principal, Faye Yap, aprovecharon la fisiología de una araña en un primer paso hacia una nueva área de investigación que llaman “necrobotics”.

Esto se basa en cosas que ya se sabían, refuta Ravello al respecto, como el funcionamiento del sistema motor de las arañas. Lo que salió ahora es más bien novedoso es la aplicación tecnológica de estos “necrobots”. Aún hay muchos desafíos científicos y éticos para el desarrollo de esta tecnología, ya que es necesario saber qué tipo de araña es más resistente a la hora de levantar objetos, y cuáles son las barreras éticas para obtener y utilizar cadáveres como robots. Las arañas de este experimento fueron sometidas a muerte por congelamiento para conservar sus propiedades bio-físicas.

El “Nobel” de Matemática, como se conoce a la Medalla Fields que reconoce logros matemáticos sobresalientes, se entrega cada cuatro años a las y los mejores profesionales menores de 40 años. En 2022 se entregaron cuatro medallas por trabajos en temas diversos. El PhD en Matemáticas aplicadas e investigador del Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad Chile, Daniel Remenik, detalla a los y las profesionales de esta área destacados por sus respectivos trabajos:

“Maryna Viazovska, segunda mujer en recibir la medalla, fue premiada por resolver un problema abierto por mucho tiempo sobre cómo apilar esferas de manera óptima -como naranjas en un cajón- en espacios de 8 y de 24 dimensiones. Hugo Duminil-Copin lo recibió por su trabajo sobre modelos probabilísticos de transiciones de fase en física estadística, que permiten entender, por ejemplo, la temperatura a la cual un imán deja de comportarse como tal.

Además, June Huh fue galardonado por una serie de trabajos donde logró aportar ideas de la geometría algebraica a problemas en combinatoria, que es básicamente la rama de las matemáticas dedicada al conteo de objetos complejos. Y James Maynard recibió la medalla por su trabajo en teoría de números, en particular aportes al estudio de cómo los números primos se distribuyen entre los números enteros, uno de los problemas más clásicos de las matemáticas”.

Según valora Remenik, este tipo de premios sirve muchas veces como una manera de mostrarle a jóvenes que pueden aspirar a desarrollarse en estas áreas. “Esto es especialmente relevante en matemáticas, que es un área que suele verse como muy árida, y donde mucha gente quizás se sorprende de que haya investigación activa y que sigan habiendo avances importantes”, concluyó.

La proeza científica fue meritoria del Premio Nobel de Física para el francés Alain Aspect, el estadounidense John F. Clauser y el austríaco Anton Zeilinger. El entrelazamiento cuántico es una de las propiedades más sorprendentes que permite la mecánica cuántica, que es la teoría que describe las cosas en su nivel más pequeño. Para el creador de la teoría cuántica, Erwin Schrödinger, el entrelazamiento era la propiedad esencial de la teoría que postuló a principios del siglo XX.

Luis Foa, académico del Departamento de Física FCFM de la U. de Chile explica este fenómeno. “Si tenemos dos partículas que están entrelazadas cuánticamente ocurre algo especial. El estado de una de estas partículas determina lo que ocurre con la otra, aunque estén muy lejos espacialmente.

Con este descubrimiento, se está pensando en desarrollar protocolos de información avanzados o criptografías de comunicación mucho más seguras. “Se le está llamando la ‘segunda revolución cuántica’. La primera fue la que vino con la teoría y trajo la electrónica moderna, dispositivos de imágenes de distinto tipo, resonancia magnética nuclear, etcétera”, agrega Foa.

La aparición del Lecanemab, a fines de 2022, significó un avance en la lucha contra el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer. Hasta antes de este tratamiento desarrollado por las empresas Biogen y Eisai, todos los abordajes farmacológicos estaban orientados en mantener la funcionalidad de las sinapsis, promoviendo que los neurotransmisores pudiesen efectuar su acción por más tiempo, en un ambiente de perdida de funcionalidad neuronal. Sin embargo, estos tratamientos no atacaban ninguna de las dos principales modificaciones moleculares que se asocian a la enfermedad de Alzheimer: la presencia de agregados de beta amiloide y la hiperfosforilación de la proteína tau.

De acuerdo a los ensayos de este tratamiento, el Lecanemab ayuda a disminuir la cantidad de beta amiloide en el cerebro de los pacientes, y en consiguiente, ataca uno de los aspectos centrales en la patología. “Si bien los efectos que se demostraron no son propiamente una cura de la enfermedad, es la primera vez que se observó una ralentización en la perdida cognitiva o progresión de la enfermedad que esta específicamente asociada a uno de los marcadores del Alzheimer”, explica el director del Centro de Gerociencia, Salud Mental y Metabolismo (Gero), Christian González-Billault.

Ahora se deberá evaluar cómo este fármaco influye en la calidad de vida de las personas que tienen Alzheimer, y por cuánto tiempo pueden mantener esas capacidades funcionales. “Estos dos aspectos son críticos, y será importante estar atentos a los próximos estudios que puedan demostrar el efecto en el mediano-largo plazo para los pacientes”, agrega el especialista.

El 5 de diciembre de este año, científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California, lograron realizar lo que por muchos años solo era un planteamiento teórico: crear energía fusionando dos átomos.

Hugo Arellano, académico del Departamento de Física de la Universidad de Chile y experto energía nuclear, grafica que la fusión nuclear corresponde al proceso en que distintos átomos de hidrógeno se juntan y liberan energía que puede ser millones de veces mayor a una combustión común.

“El desafío es como acercar los constituyentes al centro de los átomos para facilitar su fusión nuclear. Ello es más difícil que comprimir dos globos inflados tratando que sus centros se junten. Una forma como se pudiera lograr eso es ‘reventando’ los globos, y esa fue la idea detrás del proyecto que recién logró esta fusión nuclear”, cuenta Arellano.

Los resultados de este experimento son históricos, ya que constituyen la primera fusión nuclear controlada con mayor energía liberada que la aportada. “Estas condiciones se dan naturalmente en el Sol, pero no en la Tierra. Uno de los desafíos tecnológicos para la utilización práctica de este resultado es su uso térmico con un costo/beneficio favorable”, concluye el académico.