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¿Modelo de pecho femenino humano o representación de datos?

¿Modelo de pecho femenino humano o representación de datos?


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Estoy buscando una representación de pecho femenino utilizada profesionalmente (sé cómo suena;). Generalmente, un modelo lo suficientemente completo como para representar eficazmente el pecho humano, con especial atención a los senos.

Los datos que necesita representar son al menos: ancho, alto, profundidad, distancia entre puntos cardinales, etc. Sé que hay un cuestionario para pacientes que deseen someterse a una operación de implante. Estoy buscando algo similar. De manera óptima, el modelo estaría dirigido a la representación informática.

Con eso en mente, he comprobado algunas implementaciones informáticas:

  • SOFA (parece prometedor, pero algo genérico),
  • MakeHuman (buena personalización, pero de nuevo, bastante general).

No sé si esta pregunta está dentro del alcance de este sitio. Si es demasiado específico, considere lo simplificado: ¿cuáles son los métodos utilizados para describir los pechos femeninos O cuál sería una buena fuente de información sobre estos métodos?


Órganos genitales externos femeninos

Los órganos genitales externos incluyen el monte pubis, los labios mayores, los labios menores, las glándulas de Bartholin y el clítoris. El área que contiene estos órganos se llama vulva.

Los órganos genitales externos tienen tres funciones principales:

Permitir que los espermatozoides entren al cuerpo

Proteger los órganos genitales internos de organismos infecciosos.

Proporcionar placer sexual

los monte de Venus es un montículo redondeado de tejido graso que cubre el hueso púbico. Durante la pubertad, se cubre de pelo. El mons pubis contiene glándulas secretoras de aceite (sebáceas) que liberan sustancias que intervienen en la atracción sexual (feromonas).

los Labios mayores (literalmente, labios grandes) son pliegues de tejido relativamente grandes y carnosos que encierran y protegen los otros órganos genitales externos. Son comparables al escroto en los hombres. Los labios mayores contienen glándulas sudoríparas y sebáceas, que producen secreciones lubricantes. Durante la pubertad, aparece vello en los labios mayores.

los labios menores (literalmente, labios pequeños) pueden ser muy pequeños o de hasta 2 pulgadas de ancho. Los labios menores se encuentran justo dentro de los labios mayores y rodean las aberturas de la vagina y la uretra. Un abundante suministro de vasos sanguíneos le da a los labios menores un color rosado. Durante la estimulación sexual, estos vasos sanguíneos se llenan de sangre, lo que hace que los labios menores se hinchen y se vuelvan más sensibles a la estimulación.

Órganos genitales femeninos externos

El área entre la abertura de la vagina y el ano, debajo de los labios mayores, se llama perineo. Varía en longitud desde casi 1 a más de 2 pulgadas (2 a 5 centímetros).

Los labios mayores y el perineo están cubiertos por una piel similar a la del resto del cuerpo. Por el contrario, los labios menores están revestidos por una membrana mucosa, cuya superficie se mantiene húmeda por el líquido secretado por células especializadas.

La abertura de la vagina se llama introito. La abertura vaginal es la entrada del pene durante las relaciones sexuales y la salida de la sangre durante la menstruación y del bebé durante el parto.

Cuando se estimula, Glándulas de Bartholin (ubicado al lado de la abertura vaginal) secretan un líquido espeso que proporciona lubricación para el coito.

La abertura de la uretra, que transporta la orina desde la vejiga hacia el exterior, se encuentra por encima y delante de la abertura vaginal.

los clítoris, situado entre los labios menores en su extremo superior, es una pequeña protuberancia que corresponde al pene en el hombre. El clítoris, como el pene, es muy sensible a la estimulación sexual y puede volverse erecto. Estimular el clítoris puede resultar en un orgasmo.


Abstracto

Las mujeres constituyen una minoría de la fuerza laboral de ciencia, tecnología, ingeniería, matemáticas y medicina (STEMM). La cuantificación de la brecha de género puede identificar campos que no alcanzarán la paridad sin intervención, revelar sesgos subestimados e informar puntos de referencia para el equilibrio de género entre oradores de conferencias, editores y comités de contratación. Utilizando las bases de datos PubMed y arXiv, estimamos el género de 36 millones de autores de & gt100 países que publican en revistas & gt6000, cubriendo la mayoría de las disciplinas STEMM durante los últimos 15 años, e hicimos una aplicación web que permite un fácil acceso a los datos (https: // lukeholman .github.io / genderGap /). A pesar de los avances recientes, es probable que la brecha de género persista durante generaciones, particularmente en cirugía, informática, física y matemáticas. La brecha es especialmente grande en los puestos de autor asociados con la antigüedad, y las revistas de prestigio tienen menos escritoras. Además, estimamos que las revistas invitan a los hombres a presentar artículos en aproximadamente el doble de la tasa de mujeres. Los países ricos, en particular Japón, Alemania y Suiza, tenían menos escritoras que los más pobres. Concluimos que la brecha de género STEMM no se cerrará sin más reformas en educación, tutoría y publicaciones académicas.


Las trampas de la brecha de género de datos y rsquos

La NASA programó la primera caminata espacial exclusivamente femenina para fines del mes pasado. Pero apenas cuatro días antes de que ocurriera el evento histórico, descartaron el plan y sustituyeron a un astronauta masculino, alegando que era porque no tenían suficientes trajes espaciales del tamaño adecuado para todas las mujeres astronautas.

Desafortunadamente, las mujeres con demasiada frecuencia deben arreglárselas con equipos diseñados para hombres, un descuido que puede ser más que una vergüenza de relaciones públicas. Muchos chalecos de apuñalamiento de la policía no se adaptan a los senos de las mujeres y los rsquos, lo que hace que el equipo de protección se suba y deje al usuario y el torso del rsquos al descubierto. Aunque el ejército de EE. UU. Diseñó uniformes para adaptarse a los cuerpos femeninos, no logró desarrollar botas que combinen con pies más estrechos y arcos más altos de mujeres y rsquos. Y el diseño de equipos no es el único campo en el que esto sucede.

En su nuevo libro Mujeres invisibles: exponer el sesgo de datos en un mundo diseñado para hombres, la periodista Caroline Criado Pérez explica cómo los investigadores en campos que van desde la medicina hasta el transporte no logran recopilar datos sobre las mujeres. Esto afecta aspectos de la vida diaria en el hogar, el lugar de trabajo y en cualquier lugar intermedio, con resultados que van desde inconvenientes hasta mortales. Por ejemplo, los sistemas de seguridad de vehículos diseñados y probados basados ​​en el hombre predeterminado no necesariamente protegerán los cuerpos de las mujeres. De hecho, en un accidente automovilístico, las mujeres tienen un 17 por ciento más de probabilidades de morir y un 47 por ciento más de probabilidades de sufrir lesiones graves que los hombres.

Científico americano habló con Criado Pérez sobre por qué existe esta brecha de datos de género y cómo podemos comenzar a solucionarla.

[A continuación, se muestra una transcripción editada de la entrevista.]

¿Qué te hizo decidirte a escribir? Mujeres invisibles?

Me encontré con los datos sobre ataques cardíacos: descubrí que lo que siempre había considerado los síntomas estándar de un ataque cardíaco, el dolor en el pecho y el brazo izquierdo, son en realidad masculinos, y las mujeres tienden a experimentar diferentes síntomas de ataque cardíaco. [Ed. nota: Solo una de cada ocho mujeres sentirá dolor en el pecho durante un ataque cardíaco, pero ellos pueden experimentar dolores en diferentes áreas, incluida la mandíbula y la espalda, así como dificultad para respirar y náuseas.] Como resultado de esto, las mujeres están siendo diagnosticadas erróneamente, por lo que no es solo un caso de información de salud pública que no es lo suficientemente buena, sino también un caso de médicos que no están capacitados para reconocer síntomas potencialmente fatales en las mujeres.

Estaba increíblemente sorprendido de no haberlo sabido. We & rsquore enseñó a pensar en la ciencia y la medicina como objetivas y que los hechos son solo hechos. Resulta que la ciencia médica adolece de la misma falta de representación femenina que en cualquier otro lugar.

En el libro, incluye varios otros ejemplos de cómo la brecha de datos de género afecta la vida diaria, a menudo de manera sorprendente. ¿Puede hablarnos del caso de la remoción de nieve?

La limpieza de la nieve es un resumen realmente útil de todo el problema. En esta ciudad llamada Karlskoga en Suecia, estaban haciendo una auditoría de género de todas sus políticas. Resulta que la limpieza de la nieve tiene mucho que ver con el género. La forma en que lo habían hecho tradicionalmente era la forma en que lo hacen muchas ciudades y pueblos: primero limpian las principales arterias de la carretera y luego pasan a las carreteras y aceras locales. Y eso da prioridad a los viajes típicamente masculinos sobre los viajes típicamente femeninos porque es más probable que los hombres viajen al trabajo en las carreteras principales y es más probable que conduzcan. Eso se debe en parte a que las mujeres tienden a tener menos dinero, pero también a que si un hogar tiene automóvil, los hombres tienden a dominar el acceso a él. Es más probable que las mujeres utilicen el transporte público y, por lo tanto, también es más probable que sean peatones.

[En Karlskoga] decidieron cambiarlo y hacer las carreteras locales y las aceras primero porque pensaron que era más fácil conducir a través de tres pulgadas de nieve que caminar o empujar un buggy a través de tres pulgadas de nieve. Pero lo que no esperaban era que también terminaría ahorrándoles dinero. De repente, las admisiones hospitalarias disminuyeron: las mujeres [habían estado] resbalando y cayendo en condiciones heladas de antemano, y [ahora] no lo estaban. Si hubieran estado recopilando datos desglosados ​​por sexo sobre quién caía en condiciones heladas y terminaba en el hospital, se habrían dado cuenta de que eran principalmente mujeres. Entonces habrían preguntado, "¿Por qué es eso?" Y habrían llegado a la nieve limpia de esa manera.

Lo sabemos las mujeres tienen más probabilidades de morir de ataques cardíacos que los hombres. ¿De qué otras formas la falta de datos femeninos afecta la atención médica?

El problema es que las mujeres tienen cuerpos diferentes a los de los hombres y las diferencias sexuales que hemos encontrado operan hasta nuestras células. La evidencia que tenemos hasta ahora muestra que los cuerpos de las mujeres reaccionan de manera diferente a las drogas, que las mujeres exhiben diferentes síntomas para diversas enfermedades, que las enfermedades progresan de diferentes maneras en las mujeres. Si queremos basar todo nuestro conocimiento en los cuerpos masculinos, vamos a terminar no siendo capaces de detectar y tratar las enfermedades en las mujeres. Y ese es de hecho el caso.

Observe las reacciones adversas a los medicamentos, que las mujeres sufren en un número mucho mayor que los hombres. La segunda reacción adversa a un medicamento más común para una mujer es que el medicamento simplemente no funciona. Y estos son medicamentos que se han probado y funcionan en los hombres.

Hay otro estudio que es muy sugerente en términos de cuántos tratamientos nos hemos perdido que funcionarían para las mujeres. Tomaron células masculinas y femeninas, las expusieron al estrógeno y luego las expusieron a un virus. Las células femeninas fueron capaces de usar el estrógeno para combatir un virus, y las células masculinas no estaban disponibles. Si solo hubieran estado probando en células masculinas, lo que el 90 por ciento de los estudios son, habrían concluido que el estrógeno no es relevante.

¿Por qué los investigadores no recopilan datos sobre las mujeres?

No creo que haya una gran conspiración para herir y matar a mujeres. El problema es que estamos tan acostumbrados a ver el cuerpo y el estilo de vida masculinos como el cuerpo humano estándar y la forma humana estándar de hacer las cosas. Los investigadores médicos dicen cosas como, "Las mujeres son demasiado complicadas de medir porque las mujeres tienen un ciclo menstrual". Sí, las mujeres tienen un ciclo menstrual, pero no veo que estarías poniendo esa excusa si realmente estuvieras pensando lógicamente en cómo es el cuerpo. que tiene el 50 por ciento de la población. Solo pondría esa excusa si cree que las mujeres son una variación de los hombres. Así es como terminamos olvidándonos constantemente de contar mujeres.

Algunas personas sugieren que los algoritmos y la inteligencia artificial podrían ayudar a eliminar el sesgo de género, pero no estás de acuerdo.

El problema es que los conjuntos de datos en los que se entrenan los algoritmos tienen un sesgo increíblemente masculino. Sabemos que los algoritmos amplifican los sesgos: si los alimenta con datos sesgados, se volverán cada vez más sesgados. Y esto ya está teniendo un impacto. Por ejemplo, el software de reconocimiento de voz de Google & rsquos, que está destinado a ser el mejor del mercado, tiene un 70 por ciento menos de probabilidades de reconocer una voz femenina que una voz masculina porque está entrenado en una base de datos de voz que está fuertemente sesgada hacia los hombres.

Pero me preocupa más el futuro de estos algoritmos. Se están volviendo cada vez más importantes para nuestras vidas. Ya están, por ejemplo, decidiendo qué traspasan los CV a los ojos humanos en todo tipo de trabajos. El mundo de la tecnología parece tan alegremente inconsciente del problema de los prejuicios masculinos que tienen, y siguen cometiendo estos errores que nos muestran que realmente no han podido controlar la situación. Cosas ridículas como que Apple se haya olvidado de incluir un rastreador de menstruación en su completa aplicación de salud, o que Siri pueda encontrarle Viagra pero no un proveedor de servicios de aborto. Señalan un sector que no sabe cómo diseñar [algoritmos] tanto para mujeres como para hombres. Casi la peor parte es que se trata de empresas privadas, por lo que estos algoritmos están protegidos como software propietario y, por lo tanto, no podemos ni siquiera examinar los sesgos que se están construyendo en ellos. Encuentro eso muy preocupante.

¿Cómo deberíamos resolver este problema en su lugar?

No puedo dar una respuesta muy interesante & mdashit & rsquos literalmente solo & ldquoccolectar datos sobre mujeres y separarlos de los datos masculinos & rdquo. Por un lado, eso me hace sentir realmente esperanzado de que esto pueda cambiar, porque es tan simple que solo necesitamos voluntad de hacerlo. Por otro lado, me siento un poco desesperado porque no es como si yo fuera la única persona que alguna vez lo haya notado. Como dije, hay todos estos investigadores increíbles que ya están trabajando en esto, pero existe esta renuencia a hacer algo al respecto.

La evidencia es que a menos que regule esto, no sucederá. Si nos fijamos en la investigación médica, por ejemplo, las cosas no son en absoluto perfectas, pero la financiación de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) tenía la intención de incluir a las mujeres en la etapa humana de los ensayos, y acaban de presentar eso también para la etapa animal. . Eso ha aumentado enormemente el número de mujeres que se incluyen en los estudios. Pero si contrata una empresa farmacéutica privada, que financia una gran cantidad de ensayos clínicos de fármacos, o si utiliza medicamentos genéricos, no existe tal requisito, por lo que la representación de mujeres en los ensayos es mucho peor. Los gobiernos deben reconocer que este es un problema serio y que no es algo que puedan dejar en manos de las personas para que lo hagan por su cuenta, porque simplemente no lo lograron.

¿Qué pasa con los no legisladores? ¿Podemos hacer algo para ayudar a resolver la brecha de datos de género?

Creo que todos pueden y deben desafiar los valores predeterminados de los hombres, para no permitir que los hombres ocupen el espacio predeterminado cuando se habla de algo. Como cuando hablamos de deportes: decimos & ldquofootball & rdquo en lugar de & ldquomale football & rdquo, pero siempre decimos & ldquowomen & rsquos football. & Rdquo Parte del problema es que simplemente no nos damos cuenta de que lo hacemos y pensamos que hablamos de género 9 veces de cada 10, cuando neutralmente, en realidad estamos hablando de hombres. Nos permite no darnos cuenta de que esto es lo que está sucediendo y rsquos. Creo que cambiar eso sería de gran ayuda para cambiar el problema.


Introducción a la foliculogénesis ovárica

En el ovario, la foliculogénesis simplemente se puede dividir en la fase folicular, antes de la ovulación, y la fase lútea, después de la ovulación 1. La Figura 3 representa las etapas de la foliculogénesis ovárica en humanos. La foliculogénesis ovárica comienza con el reclutamiento de un grupo de folículos primordiales en crecimiento 1. A pesar del intenso trabajo tanto en ratones como en otras especies, las señales críticas que inician el reclutamiento de folículos primordiales aún se desconocen 1, 6 & # x02013 8. Después del reclutamiento, estos folículos crecen y se convierten en folículos primarios. Una vez que los folículos multicapa (secundarios) expresan receptores de FSH, están sujetos a regulación endocrina.

La foliculogénesis requiere una progresión coordinada del crecimiento de los folículos ováricos. El proceso comienza con las células germinales que se reclutan en un grupo de folículos primordiales. Los folículos primordiales progresan a folículos primarios y luego secundarios. En la etapa de folículo secundario, están presentes las células de la teca. La etapa temprana del folículo antral se define por la presencia de antro. La etapa del folículo periovulatorio también se conoce como folículo dominante y está lista para la ovulación. en esta etapa están presentes cúmulos y células de la granulosa mural. Una vez que se ovula el ovocito, las células de la granulosa restantes se convierten en el cuerpo lúteo. Este ciclo de foliculogénesis ocurre para cada ovocito ovulado.

En presencia de FSH, estos folículos comienzan a crecer aún más y son competentes para convertirse en un folículo antral. Sin FSH, los folículos se vuelven atrésicos. La teca, una capa de células que rodea el folículo, se forma primero en la etapa de folículo preantral de dos capas y, con la exposición a niveles bajos de LH, produce andrógenos en humanos. Los andrógenos se convierten en estrógenos a través de un miembro de la superfamilia del citocromo P450, CYP19 (aromatasa) en las células de la granulosa. La FSH induce la proliferación de células de la granulosa, la inducción de aromatasa y el aumento de los receptores de FSH en las células de la granulosa, lo que conduce a un microambiente de estrógeno muy alto. Con un aumento de estrógeno, el folículo antral se desarrolla aún más. En la etapa del folículo preantral, el folículo es un sistema de dos células (células granulosas y tecales), dos gonadotropinas (FSH y LH). Esta conversación cruzada entre las células de la granulosa y de la teca da como resultado niveles altos de estrógeno dentro del folículo. Este alto nivel de estrógeno regula la FSH de la pituitaria anterior y comienza el proceso de selección de un solo folículo dominante. Los folículos que no se encuentran en la etapa adecuada y no pueden mantener un microambiente alto en estrógenos sin la estimulación de la FSH se degeneran y se vuelven folículos atrésicos. Este proceso selecciona el folículo dominante 1.

Los niveles muy altos de estrógeno retroalimentan a la pituitaria anterior para inducir el aumento de LH, que finalmente conduce a la ovulación. Durante la ovulación, el ovocito es expulsado del folículo con células del cúmulo granulosa que lo rodean. Las células foliculares restantes en el ovario se luteinizan como parte del cuerpo lúteo que secreta progesterona. Durante la fase lútea, las células de la granulosa dentro del cuerpo lúteo también producen inhibina A, un miembro heterodimérico & # x003b1: & # x003b2A de la superfamilia del factor de crecimiento transformante & # x003b2 (TGF & # x003b2), que actúa como una hormona endocrina para suprimir FSH hipofisaria, que inhibe el crecimiento de otros folículos ováricos. Sin fertilización o implantación del embrión, el cuerpo lúteo degenera, posiblemente en respuesta a activina, homodímeros (& # x003b2A: & # x003b2A o & # x003b2B: & # x003b2B) o heterodímeros (& # x003b2A: & # x003b2B) que comparten las subunidades & # x003b2 con inhibina A e inhibina B (& # x003b1: & # x003b2B). Cuando los niveles de inhibina y progesterona disminuyen con la regresión del cuerpo lúteo, se libera la supresión de FSH. En la transición lúteo-folicular, los niveles de FSH aumentan y comienza el siguiente ciclo menstrual 1.

Con la fertilización y la implantación, el cuerpo lúteo se mantiene mediante la estimulación de la gonadotropina coriónica humana (hCG) por la placenta. HCG (& # x003b1: CG & # x003b2) también es miembro de la familia de hormonas glicoproteicas junto con LH, FSH y la hormona estimulante de la tiroides (& # x003b1: TSH & # x003b2 TSH), compartiendo la misma subunidad y unión común & # x003b1 a receptores gonadales LH / CG idénticos a los de LH. La HCG alcanzará su punto máximo aproximadamente al final del primer trimestre. La detección de hCG en la orina (aproximadamente 10 días después de la fertilización y poco después de la implantación, cuando la hCG puede ingresar al torrente sanguíneo de la mujer) es la principal prueba de embarazo. La tasa de aumento o disminución de los niveles séricos de hCG durante el primer trimestre se puede utilizar para detectar embarazos ectópicos, abortos espontáneos, embarazos múltiples y, a menudo, cánceres derivados de la placenta como lunares en forma hidatídica, enfermedad trofoblástica gestacional y coriocarcinoma 1.

Los ciclos menstruales continúan para una mujer hasta que se agota su población finita de ovocitos. El hipogonadismo primario ocurre en mujeres con insuficiencia gonadal, niveles bajos de estrógeno, con niveles elevados de FSH, también conocido como hipogonadismo hipergonadotrópico. Si estos hallazgos clínicos se observan en una mujer menor de 40 años, se conoce como insuficiencia ovárica prematura (POI).


Actividad práctica Creación de pulmones de trabajo modelo: Sólo respira

Las unidades sirven como guías para un contenido o área temática en particular. Anidadas debajo de las unidades hay lecciones (en violeta) y actividades prácticas (en azul).

Tenga en cuenta que no todas las lecciones y actividades existirán en una unidad, sino que pueden existir como un plan de estudios "independiente".

  • Ingeniería y cuerpo humano
    • Espaciado
    • ¡Mueva sus músculos!
      • ¡Camina, corre, salta!
      • Músculos, músculos en todas partes
      • Nuestro asombroso esqueleto
        • ¡Fricción fascinante!
        • Sistema digestivo
          • Diseñe dispositivos para ayudar a los astronautas a comer: ¡Almuerce en el espacio exterior!
          • Lo importante del asunto
            • Conceptos básicos de las células sanguíneas
            • El ritmo continúa
            • ¿Tienes la fuerza?
            • Torcedura de nervios
              • Visión 20/20
              • Línea de sonido
              • Diseñar una arena de rescate de montaña
              • Desbloqueo del sistema endocrino
                • ¡Emoción endocrina!
                • Simplemente de paso
                  • Filtrado de riñón
                  • Sin aliento
                    • Creando modelos de pulmones de trabajo: solo respira
                    • ¡Defiéndete!
                      • Caliente o no

                      Boletín TE

                      Resumen

                      Figura 1. La cavidad torácica humana.

                      Conexión de ingeniería

                      Al estudiar el sistema respiratorio, los ingenieros han creado tecnologías como la máquina corazón-pulmón, que mantiene vivos a los pacientes durante los trasplantes de corazón. Actualmente, los ingenieros están trabajando en la creación de un pulmón artificial implantable para ayudar a las personas con enfermedades pulmonares graves. Una forma en que los ingenieros estudian sistemas complicados es creando modelos, similar a cómo los estudiantes crean sus propios pulmones modelo en esta actividad.

                      Objetivos de aprendizaje

                      Después de esta actividad, los estudiantes deberían poder:

                      • Describe la función del sistema respiratorio.
                      • Cree un modelo de los pulmones y explique qué les sucede cuando inhala y exhala.
                      • Dé ejemplos de avances de ingeniería que han ayudado con los sistemas respiratorios.

                      Estándares educativos

                      Cada EnseñarIngeniería la lección o actividad está correlacionada con uno o más estándares educativos de ciencia, tecnología, ingeniería o matemáticas (STEM) de K-12.

                      Todos los 100,000+ estándares STEM K-12 cubiertos en EnseñarIngeniería son recolectados, mantenidos y empaquetados por el Red de estándares de logros (ASN), un proyecto de D2L (www.achievementstandards.org).

                      En la ASN, los estándares están estructurados jerárquicamente: primero por fuente p.ej., por estado dentro de la fuente por tipo p.ej., ciencia o matemáticas dentro del tipo por subtipo, luego por grado, etc.

                      NGSS: Estándares de ciencia de próxima generación - Ciencia

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                      Asociación Internacional de Educadores de Tecnología e Ingeniería - Tecnología
                      • Los estudiantes desarrollarán una comprensión de las relaciones entre las tecnologías y las conexiones entre la tecnología y otros campos de estudio. (Grados K ​​- 12) Más detalles

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                      Estándares estatales
                      Colorado - Ciencia

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                      Lista de materiales

                      • Botella de plástico vacía de 2 litros con tapón
                      • 2 pajitas de plástico disponibles a bajo costo en las tiendas de suministros para restaurantes o donadas por cadenas de comida rápida no use las pajitas flexibles para beber
                      • 2 globos de 9 pulgadas
                      • 1 globo más grande, por ejemplo, para una bola de puñetazo
                      • 2 gomas elásticas, una por alumno

                      Hojas de trabajo y archivos adjuntos

                      Más currículo como este

                      Los estudiantes aprenden sobre las partes del sistema respiratorio humano y el proceso de intercambio de gases que ocurre en los pulmones. También aprenden sobre los cambios en el sistema respiratorio que ocurren durante los vuelos espaciales, como la disminución de la capacidad pulmonar.

                      A los estudiantes se les presenta el sistema respiratorio, los pulmones y el aire. Aprenden cómo funcionan los pulmones y el diafragma, cómo la contaminación del aire afecta a los pulmones y las funciones respiratorias, algunos problemas respiratorios generalizados y cómo los ingenieros nos ayudan a mantenernos saludables al diseñar máquinas y medicinas adecuadas.

                      Para comprender mejor los roles y funciones de los componentes del sistema respiratorio humano y nuestra necesidad de aire limpio, los estudiantes construyen pulmones modelo que incluyen un diafragma y una cavidad torácica. Los equipos de estudiantes diseñan y construyen un prototipo de filtro de contaminación de mascarilla y utilizan su pulmón modelo.

                      Introducción / Motivación

                      ¿Alguna vez ha estado en un metro o autobús lleno de gente? Probablemente no podía esperar para salir donde no había tanta gente y podía moverse libremente. Esto es similar al proceso que hace que el aire entre y salga de los pulmones. Las moléculas de aire están apiñadas afuera (en el ambiente) y quieren ingresar a los pulmones donde hay menos moléculas de aire (inhalación), o quieren salir porque están demasiado amontonadas dentro de los pulmones (exhalación).

                      Cuando inhala, el músculo del diafragma se contrae hacia abajo y los músculos de las costillas se tiran hacia arriba, lo que hace que el aire llene los pulmones. ¿Puedes pensar en por qué? Bueno, cuando su diafragma se mueve hacia abajo y las costillas se mueven hacia arriba, hacen más espacio en su pecho (en la cavidad torácica) para el aire. Esto también disminuye la presión sobre los pulmones para que el aire fluya desde el exterior. Lo contrario sucede cuando exhala. Su diafragma se relaja y las costillas y los pulmones empujan hacia adentro, lo que hace que el aire sea expulsado.

                      Los ingenieros deben comprender el proceso respiratorio para diseñar máquinas y medicamentos que ayuden a las personas cuyos sistemas respiratorios funcionan incorrectamente o con dificultad. ¿Ha conocido a alguien que sufra de asma o neumonía? Bueno, los ingenieros químicos diseñan dispositivos y medicamentos, como inhaladores llenos de un broncodilatador adrenérgico para ayudar a las personas a respirar mejor. Los ingenieros también han desarrollado pulmones artificiales que ayudan a las personas a respirar mientras luchan contra las infecciones. Y los ingenieros también diseñan los sistemas que ayudan a los astronautas a respirar fácilmente durante los vuelos espaciales, cuando están lejos de la atmósfera terrestre.

                      Los ingenieros utilizan modelos para estudiar procesos complicados y comprenderlos mejor. En esta actividad, actuarás como ingenieros construyendo modelos de los pulmones para estudiar el proceso respiratorio y lo que sucede cuando inhalas y exhalas.

                      Procedimiento

                      • Reúna los materiales y haga copias de la hoja de trabajo de los pulmones.
                      • En cada una de las tapas de las botellas de 2 litros, taladre 2 orificios que sean lo suficientemente grandes para que entre una pajita para beber. Consejo: asegúrese de perforar los agujeros lo suficientemente separados para que no se conviertan en un agujero grande.
                      • Con unas tijeras, corte el fondo de cada botella de 2 litros.
                      1. Quite las etiquetas, si las hay, de las botellas de 2 litros.
                      2. Dígales a los estudiantes que la botella de 2 litros representa la cavidad torácica humana.
                      3. Introduzca dos pajitas para beber a través de los dos orificios de la tapa de la botella.
                      4. Coloque un globo de 9 pulgadas en el extremo de cada pajilla y asegúrelos con bandas elásticas, como se muestra en la Figura 2.

                      Figura 2. Modelo de ejemplo "pulmones" creado para la configuración del experimento.

                      1. Dígales a los estudiantes que las pajitas representan los bronquios y los globos representan los pulmones.
                      2. Pega los extremos de los globos de las pajitas a través de la abertura de la botella y enrosca bien la tapa.
                      3. Estire el globo más grande y colóquelo sobre el fondo abierto de la botella.
                      4. Dígales a los estudiantes que este globo más grande representa el diafragma. ¡Ahora tienen un modelo terminado de los pulmones! (Vea la Figura 3). A continuación, ¡es hora de hacer que los pulmones funcionen!

                      Figura 3. Modelo de los pulmones.

                      1. Jale el diafragma (globo) hacia abajo (es decir, alejándolo de los pulmones) para inflar los pulmones. (Nota: Esto agranda la cavidad torácica y disminuye la presión).
                      2. Empuje el diafragma (globo) hacia adentro (hacia los pulmones) para desinflar los pulmones. (Nota: esto hace que la cavidad torácica sea más pequeña y aumenta la presión).

                      Figura 4. Modelo de la cavidad torácica humana.

                      1. Haga que los estudiantes completen la hoja de trabajo.
                      2. Para concluir, pida a los equipos que hagan presentaciones de sus pulmones modelo, como se describe en la sección Evaluación.

                      Vocabulario / Definiciones

                      bronquios: dos tubos grandes conectados a la tráquea que llevan aire hacia y desde los pulmones.

                      diafragma: Una plataforma de músculo que se extiende a lo largo de la parte inferior de la caja torácica.

                      Pulmones: Órganos respiratorios esponjosos, en forma de saco, que ocupan la cavidad torácica, junto con el corazón. Proporcionan oxígeno a la sangre y eliminan el dióxido de carbono de la misma.

                      Evaluación

                      Preguntas de discusión: Solicite, integre y resuma las respuestas de los estudiantes.

                      • ¿Cómo funcionan los pulmones? ¿Cómo inhalas y exhalas?
                      • ¿Su respiración cambia cuando hace ejercicio? ¿Cómo?

                      Evaluación integrada de actividades

                      Hoja de cálculo: Pida a los estudiantes que registren sus observaciones y completen la hoja de trabajo de los pulmones. Revise sus respuestas para evaluar su dominio del tema.

                      Presentación y discusión informal: Haga que uno o más grupos utilicen sus proyectos para demostrar cómo funcionan los pulmones. A continuación, plantee la hipótesis con la clase: ¿Qué pasaría con el sistema respiratorio si lo perforamos? Pida a un grupo que pinche la cavidad (botella) o el diafragma (fondo de goma) y demuestre lo que les sucede a los pulmones si esta parte del cuerpo está dañada. (Respuesta: Los pulmones no pueden inflarse y / o desinflarse si la cavidad torácica tiene una fuga. Los pulmones no pueden mantener la diferencia de presión). Discuta con la clase: ¿Qué podrían hacer los ingenieros para ayudar a reparar un pinchazo en los pulmones de una persona?

                      Consejos para solucionar problemas

                      Al cortar el fondo de la botella de plástico, asegúrese de que los bordes sean lo más lisos posible para que no rompa el globo en la parte inferior. Si los bordes son ásperos, átelos con cinta adhesiva o de enmascarar.

                      Selle cualquier fuga potencial con tachuela de póster.

                      Extensiones de actividad

                      Haga que los estudiantes investiguen las enfermedades respiratorias y cómo afectan la función del sistema respiratorio. ¿Pueden alterar su modelo para mostrar lo que les sucede a los pulmones con estas enfermedades? ¿Pueden demostrar en sus modelos lo que se ha hecho para ayudar a las personas con problemas respiratorios?

                      Los ingenieros han desarrollado un pulmón artificial para ayudar a las personas a combatir las infecciones. El pulmón artificial mide aproximadamente 18 pulgadas de largo y consta de membranas que pasan oxígeno a la sangre y eliminan el dióxido de carbono. Se inserta a través de una vena en la pierna y se aloja en la vena principal (la vena cava) que pasa la sangre al corazón. La sangre se vuelve a oxigenar a través de un catéter conectado a un suministro de oxígeno. Haga que los estudiantes creen un dibujo de una máquina que podría ayudar a sus pulmones modelo a "respirar" sin tener que tirar hacia abajo o empujar hacia arriba el globo inferior. Explique que así es como los ingenieros podrían comenzar a desarrollar máquinas que salvan vidas.

                      Escala de actividad

                      Para los grados inferiores, haga que los estudiantes fabriquen un pulmón en lugar de dos. Use una botella de agua más pequeña en lugar de una botella de 2 litros y un pulmón con globo en lugar de dos.


                      El diseño del sistema respiratorio.

                      El órgano humano intercambiador de gases, el pulmón, se encuentra en el tórax, donde sus delicados tejidos están protegidos por la caja torácica ósea y muscular. El pulmón proporciona a los tejidos del cuerpo humano un flujo continuo de oxígeno y limpia la sangre del producto de desecho gaseoso, el dióxido de carbono. El aire atmosférico se bombea hacia adentro y hacia afuera regularmente a través de un sistema de tuberías, llamadas vías respiratorias conductoras, que unen la región de intercambio de gases con el exterior del cuerpo. Las vías respiratorias se pueden dividir en sistemas de vías respiratorias superiores e inferiores. The transition between the two systems is located where the pathways of the respiratory and digestive systems cross, just at the top of the larynx.

                      The upper airway system comprises the nose and the paranasal cavities (or sinuses), the pharynx (or throat), and partly also the oral cavity, since it may be used for breathing. The lower airway system consists of the larynx, the trachea, the stem bronchi, and all the airways ramifying intensively within the lungs, such as the intrapulmonary bronchi, the bronchioles, and the alveolar ducts. For respiration, the collaboration of other organ systems is clearly essential. The diaphragm, as the main respiratory muscle, and the intercostal muscles of the chest wall play an essential role by generating, under the control of the central nervous system, the pumping action on the lung. The muscles expand and contract the internal space of the thorax, the bony framework of which is formed by the ribs and the thoracic vertebrae. The contribution of the lung and chest wall (ribs and muscles) to respiration is described below in The mechanics of breathing. The blood, as a carrier for the gases, and the circulatory system (i.e., the heart and the blood vessels) are mandatory elements of a working respiratory system (ver blood cardiovascular system).


                      Declaraciones de ética

                      Conflicto de intereses

                      Although it is not directly related to this manuscript, O.J.L.R. and J.M.P. are co-inventors on a patent (WO/2017/106932) and are co-founders and shareholders of Mogrify Ltd., a cell therapy company. X.L., J.P.T. and J.M.P. are co-inventors on two provisional patent applications (application numbers: 2020904338 and 2020904340) filed by Monash University in relation to the generation of iBlastoids and derivation of stem cell lines from iBlastoids. The other authors declare no competing interests.


                      Animal Data Is Not Reliable for Human Health Research (Op-Ed)

                      Theodora Capaldo is president of the New England Anti-Vivisection Society. Founded in 1895, NEAVS is a Boston-based, national animal advocacy organization dedicated to ending the use of animals in research, testing and science education. Through research, outreach, education, legislation, and policy change, NEAVS advocates for replacing animals with modern alternatives that are ethically, humanely and scientifically superior. Capaldo contributed this article to Live Science's Expert Voices: Op-Ed & Insights.

                      Last month, the National Institutes of Health (NIH) announced in the journal Nature that it will ask grant applicants to use both male and female animals in biomedical research. Researchers have used mostly males due to the belief that hormone cycles impact data, an assumption now disproven.

                      The piece &mdash written by Janine Clayton, director of the NIH's Office of Research on Women's Health, and NIH Director Francis Collins &mdash states that "the overreliance on male animals and cells in preclinical research obscures key sex differences that could guide clinical studies." It goes on to explain how biological sex differences impact disease and drug effects in men and women differently and the adverse consequences of relying on research data mainly from male animals.

                      Though the statements are well intended, the NIH is short in its vision to correct these problems by including female animals in research. Even with added data from female animals, there is no reason to believe the research will be any more applicable to humans.

                      Instead of attempting to fix a permanently broken animal-based system, NIH should devote its resources to a new, modern and nonanimal research paradigm. [Should Animals Be Used in Laboratory Testing? (Op-Ed )]

                      Many drugs that appear safe and effective in animals fail in humans, or cause significant harm, and even death. A 2004 study from the U.S. Food and Drug Administration found that 92 percent of drugs entering clinical trials following animal testing fail to be approved. Of those approved, half are withdrawn or relabeled due to severe or lethal adverse effects not detected during animal tests.

                      The NIH policy announcement also goes on to suggest "inadequate inclusion of female cells and animals in experiments and inadequate analysis of data by sex may well contribute to the troubling rise of irreproducibility in preclinical biomedical research." However, it ignores the more basic flaw in research: the chasm between data from animal studies and successfully using that data to benefit humans.

                      Before examining the data, consider the logic. Mice or other animals in labs are not little people. In 2011, the Institute of Medicine concluded there was no current need for chimpanzees in biomedical research. The NIH responded by retiring 90 percent of its chimpanzees. If humans' closest relative &mdash humans and chimpanzees share up to 98 percent of their genes &mdash is not useful for human research, why would any other species be? There are too many variables in anatomy, gene expression, metabolism, immune functioning, etc. among species to safely and predictably extrapolate data.

                      The evidence against using animals as models for humans is striking. Here are just a few examples:

                      • A 2008 study in the journal Alternatives to Laboratory Animals showed that more than 80 HIV/AIDS vaccines successful in nonhuman primates failed in human trials.
                      • According to a 2004 study in the journal Stroke, more than 4,000 studies report efficacy of more than 700 treatments of stroke in animal models. Yet none of the approximately 150 of these treatments tested in humans showed clinical benefit, as reported in a 2005 paper in the International Journal of Neuroprotection and Neuroregeneration.
                      • Drugs intended to reduce inflammation in critically ill patients, previously tested in mice, failed in nearly 150 human critical trials according to a 2013 study in procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

                      The list goes on and on (visit the New England Anti-Vivisection Society (NEAVS) website for more). Along with the evidence, more and more experts are acknowledging the inherent limitations and flaws of using animals:

                      "We have moved away from studying human disease in humans … We all drank the Kool-Aid on that one, me included … The problem is that it hasn't worked, and it's time we stopped dancing around the problem … We need to refocus and adapt new methodologies for use in humans to understand disease biology in humans," said former NIH Director Dr. Elias Zerhouni in the June 21, 2013 NIH Record.

                      The U.S. National Academy of Sciences and the National Research Council published a report in 2007 in The National Academies Press calling for a change in the system for evaluating medications, away from animal tests toward in vitro, alternative methods. Animal use diverts limited resources away from modern developments that will better lead to real breakthroughs.

                      Researchers are genetically engineering animals to be more humanlike, even though our closest genetic relative has been declared no longer needed for biomedical research. [What's Genetic Engineering? ]

                      Why not shift funding to promising animal-free technologies? What other areas of science remain stuck in a model developed more than 100 years ago? To be valid, science must be predictive. To be reliable, it must be consistent. Animal data is neither (e.g., toxicity testing in other species is about as likely as a coin toss in predicting the effect in humans).

                      The sad truth is, biomedical advancement would be happening in a more timely, cost-efficient, humane and humanly beneficial manner if we would just bite the bullet, end status-quo research, and commit to the new and promising technologies that are either already at our fingertips, or at least within our reach.

                      News of alternatives to animal use makes headlines daily &mdash renewing faith in what science can and will do once it sets its priorities. For instance, new "organs-on-a-chip" nonanimal technology, recently developed at Harvard University, allows scientists to observe the effects of toxins or drugs. EpiDerm, derived from cultured human skin cells, is more accurate than animal tests in identifying skin irritants. In a study, cited in a 2012 International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences paper, it correctly detected chemicals that irritate human skin, while tests on rabbits were wrong 40 percent of the time. (For more examples, NEAVS maintains a blog on the latest developments.)

                      As researchers learn more about biological sex differences, it becomes even more problematic &mdash and unscientific &mdash to rely on data derived from different species. Ignoring the unique female genetic makeup is shoddy science, and must be rectified. But ignoring the even more profound differences between species and issuing a fleeting directive to use animals of both sexes is no solution.

                      To bring more attention to this issue, NEAVS and its affiliate the American Fund for Alternatives to Animal Research (AFAAR) awarded the Fellowship Grant for Alternatives to Animal Research in Women's Health and Sex Differences to a woman interested in developing, validating or using alternatives to animal methods in the investigation of women's health or sex differences. The postdoctoral project advances science, adds another argument against the use of animals for biomedical testing, and supports budding scientists committed to new and better research.

                      We are in an age of personalized medicine, and sex variability needs prominent consideration. But it is folly to continue our dependency on other species as models for humans. Only by bringing the study of women to a focus equivalent to that of men, accompanied with leaving animal models behind, can the medical breakthroughs we all await be realized.

                      Follow all of the Expert Voices issues and debates &mdash and become part of the discussion &mdash on Facebook, Twitter and Google +. The views expressed are those of the author and do not necessarily reflect the views of the publisher. This version of the article was originally published on Live Science.


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