Horoscopo
Al mirar dentro de una crisálida, videos asombrosos capturan la formación de alas de mariposa durante la metamorfosis
Las escalas más grandes y superpuestas en rojo y verde comienzan a formar sus detalles estructurales a la mitad del desarrollo (derecha). Cada imagen tiene 75 µm de ancho. Crédito: Anthony McDougal y Sungsam Kang
Los resultados podrían informar el diseño de nuevos materiales como ventanas iridiscentes o textiles impermeables.
Si rozas las alas de una mariposa, es probable que salgas con una pizca fina de polvo. Este polvo de lepidópteros está formado por diminutas escamas microscópicas, cientos de miles de las cuales cubren las alas de una mariposa como tejas en un techo ultradelgado. La estructura y disposición de estas escamas le dan a la mariposa su color y brillo, y ayudan a proteger al insecto de los elementos.
Ahora, CON Los ingenieros han capturado la intrincada coreografía de escamas de mariposa que se forman durante la metamorfosis. Por primera vez, el equipo observó continuamente las escamas de las alas crecer y ensamblarse a medida que una mariposa en desarrollo se transforma dentro de su crisálida.
Con una cirugía menor y un enfoque de imagen inteligente, los investigadores pudieron observar la formación de escamas de alas en muestras de Vanessa cardui, comúnmente conocida como la bella dama mariposa. Observaron que cuando se forma un ala, las células de su superficie se alinean en filas ordenadas a medida que crecen. Estas células se diferencian rápidamente en una alternancia de escamas de «cobertura» y «suelo», produciendo un patrón superpuesto similar a una teja. Cuando alcanzan su tamaño completo, las escamas forman finas crestas a lo largo de su longitud: características diminutas y onduladas que controlan el color del insecto y lo ayudan a absorber la lluvia y la humedad.
Las imágenes SEM se utilizan típicamente para visualizar escamas en desarrollo en un ala de mariposa (se muestran dos escalas individuales, arriba a la izquierda); un nuevo enfoque utiliza imágenes de fase cuantitativa para mostrar escalas individuales con más detalle (arriba a la derecha y abajo). El ancho de las escamas es de aproximadamente 50 µm. Crédito: Anthony McDougal y Sungsam Kang
El estudio del equipo, publicado hoy (22 de noviembre de 2021) en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, ofrece la mirada más detallada hasta la fecha sobre la arquitectura emergente de escamas de mariposa. Las nuevas visualizaciones también podrían servir como plantilla para el diseño de nuevos materiales funcionales, como ventanas iridiscentes y textiles impermeables.
«Las alas de mariposa controlan muchos de sus atributos al dar forma con precisión a la arquitectura estructural de sus escamas», dice el autor principal Anthony McDougal, asistente de investigación en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT. “Esta estrategia podría utilizarse, por ejemplo, para dar color y propiedades de autolimpieza a automóviles y edificios. Ahora podemos aprender del control de mariposa estructural de estos complejos materiales micro-nanoestructurados. «
Los coautores de McDougal en el MIT incluyen al becario postdoctoral Sungsam Kang, el científico investigador Zahid Yaqoob, el profesor de ingeniería mecánica y biológica Peter So, y el profesor asociado de ingeniería mecánica Mathias Kolle.
Un campo de luciérnagas
La sección transversal de un ala de mariposa revela un intrincado andamio de escamas y nervaduras que varían en estructura y disposición de una especie a otra. Estas características microscópicas actúan como pequeños reflectores que hacen rebotar la luz para darle a la mariposa su color y brillo. Las crestas en las escamas de un ala sirven como canalones y calentadores en miniatura, canalizando la humedad y el calor para mantener al insecto fresco y seco.
Los investigadores han intentado replicar las propiedades ópticas y estructurales de las alas de las mariposas para diseñar nuevas células solares y sensores ópticos, superficies resistentes a la lluvia y al calor, e incluso billetes iridiscentes con patrones de cifrado para desalentar la falsificación. Saber qué procesos explotan las mariposas para hacer crecer sus escamas podría ayudar a guiar aún más este tipo de desarrollo tecnológico bioinspirado.
Actualmente, lo que se sabe sobre la formación de escamas se basa en imágenes fijas de alas de mariposa maduras y en desarrollo.
“Los estudios anteriores brindan instantáneas convincentes en ciertas etapas de desarrollo; Desafortunadamente, no revelan la cronología continua y la secuencia de lo que sucede a medida que crecen las estructuras de escala ”, dice Kolle. «Necesitábamos ver más para empezar a entenderlo mejor».
En su nuevo estudio, él y sus colegas se propusieron observar continuamente cómo las escamas crecen y se ensamblan en una mariposa viva en el proceso de transformación. Eligieron estudiar especímenes de Vanessa Cardui, porque las alas de la mariposa tienen características comunes a la mayoría de las especies de lepidópteros.
El equipo crió orugas Painted Lady en contenedores individuales. Una vez que cada oruga se encerró en una crisálida, lo que indica el comienzo de su metamorfosis, los investigadores cortaron con cuidado el material delgado como el papel y despegaron un pequeño cuadrado de cutícula, o cubierta del ala en desarrollo, exponiendo las escamas que crecen debajo. Luego usaron un bioadhesivo para pegar un cubreobjetos transparente sobre la abertura, creando una ventana a través de la cual podían ver a la mariposa y sus escamas continuar formándose.
Para visualizar esta transformación, Kolle y McDougal se asociaron con Kang, Yaqoob y So, expertos en un tipo de imagen llamada microscopía de fase de reflexión de correlación de puntos. En lugar de proyectar un amplio haz de luz sobre el ala, que podría ser fototóxico para las células delicadas, el equipo aplicó un «campo moteado»: muchos pequeños puntos de luz, cada uno de los cuales brilla en un punto específico del ala. El reflejo de cada pequeña luz se puede medir en paralelo con todos los demás puntos del campo para crear rápidamente un mapa tridimensional detallado de las estructuras de las alas.
“Un campo moteado es como miles de luciérnagas que generan un campo de puntos de luz”, dice So. “Con este método, podemos aislar la luz de diferentes capas y reconstruir la información para mapear eficazmente una estructura en 3D. «
Un barrido profundo a través de las escamas de las alas de una ninfa que ha completado el 83% de su metamorfosis. La izquierda muestra la cantidad de luz reflejada de las escalas, mientras que la información de fase de la derecha muestra gradaciones más finas en la distancia que la luz viaja a las escalas. Crédito: MIT
Haz conexiones
En sus visualizaciones del ala de mariposa en crecimiento, el equipo observó la formación de características muy detalladas, que van desde escalas micrométricas hasta crestas de escala nanométrica aún más finas a escalas individuales.
Observaron que a los pocos días las células se alineaban rápidamente en filas y poco después se diferenciaban en un patrón alterno de escamas de cobertura (las que cubrían el ala) y escamas del suelo (las que estaban ocultas debajo). Cuando alcanzaron su tamaño final, cada escama desarrolló crestas largas y delgadas que se asemejaban a pequeños techos corrugados.
“Muchos de estos pasos se han entendido y visto antes, pero ahora podemos unirlos todos y observar continuamente lo que está sucediendo, lo que nos da más información sobre cómo se forman las escamas”, dice McDougal.
Curiosamente, el equipo descubrió que las crestas de las escamas se formaron inesperadamente. Los científicos habían especulado que estos surcos eran una consecuencia de la compresión: a medida que las escamas crecían, se pensaba que se encogían como un acordeón. Pero las visualizaciones del equipo mostraron que en lugar de encogerse como lo haría cualquier material cuando se comprime, las escamas continuaron creciendo a medida que aparecían crestas en su superficie. Estas mediciones sugieren que debe estar funcionando otro mecanismo de formación de crestas. El grupo espera explorar esto, así como otros procesos en el desarrollo del ala de la mariposa, que pueden ayudar a informar el diseño de nuevos materiales funcionales.
“Este artículo se centra en lo que hay en la superficie del ala de la mariposa”, señala McDougal. “Pero debajo de la superficie, también podemos ver células enraizándose como zanahorias y enviando conexiones a otras raíces. Hay comunicación debajo de la superficie a medida que las células se organizan. Y en la superficie, se forman escamas, así como características en las escamas mismas. Podemos visualizar todo, lo cual es realmente hermoso de ver.
Referencia: 22 de noviembre de 2021, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073 / pnas.2112009118
Esta investigación fue financiada, en parte, por la National Science Foundation.
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Horoscopo
Corea del Sur lanzará un centro de seguridad espacial bajo la supervisión de una agencia de espionaje
Corea del Sur envía su primer satélite espía a órbita el 2 de diciembre desde la Estación Espacial Vandenberg de California. (Espacio X)
Corea del Sur se está preparando para establecer un centro de seguridad espacial bajo el Servicio de Inteligencia Nacional.
Como parte de las revisiones del decreto presidencial que entró en vigor el martes, el NIS gestionará el Centro Nacional de Seguridad Espacial, dedicado a actividades de inteligencia relacionadas con el sector espacial.
Con el lanzamiento del centro, la agencia de espionaje del país tendrá la autoridad para responder a las amenazas a los activos y sistemas espaciales del país y otras amenazas enemigas en el dominio espacial, además de recopilar y analizar inteligencia espacial.
El NIS desarrollará y difundirá tecnologías para mejorar la seguridad espacial, y su director asumirá funciones relacionadas con el Centro de Operaciones de Satélites de Corea junto con el ministro de Ciencia, según el decreto revisado.
El decreto revisado también otorga a la agencia de espionaje la autoridad para participar en las operaciones de los dos satélites de reconocimiento militar de Corea del Sur y otros activos espaciales.
Las últimas revisiones de la orden ejecutiva presidencial sobre seguridad espacial se realizaron para aclarar el alcance de los programas de la agencia de espionaje ampliados mediante una enmienda a la Ley del Servicio Nacional de Inteligencia en diciembre de 2020. La enmienda añadió espacio de seguridad al papel y las responsabilidades de la agencia.
Oficiales militares de Corea del Sur dicen que Corea del Norte podría enviar nuevos satélites espías al espacio después de que el primero fuera puesto en órbita con éxito en noviembre pasado.
Aunque Shin Won-sik, jefe de defensa de Seúl, no cree que el único satélite de reconocimiento militar de Corea del Norte sea capaz de llevar a cabo «actividades de espionaje significativas», los futuros satélites podrían equiparse con capacidades mejoradas con la ayuda de Rusia.
En una cumbre celebrada en septiembre del año pasado, Rusia dijo que proporcionaría a Corea del Norte tecnologías espaciales como parte de la ampliación de la cooperación militar entre los dos países.
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Resumen: El sesgo de actualidad en la memoria de trabajo está intrínsecamente vinculado al sesgo de tendencia central, lo que proporciona una explicación unificada para estos fenómenos cognitivos generalizados. El estudio utilizó un nuevo modelo de red para simular cómo estos sesgos podrían surgir de los mismos mecanismos neuronales.
Este modelo, que refleja los comportamientos de la memoria humana y animal, indica que los errores de memoria debidos a entradas recientes pueden conducir naturalmente a un promedio de experiencias pasadas. Esta investigación, que combina modelos teóricos y datos experimentales, no sólo aclara la relación entre estos sesgos, sino que también ofrece nuevos conocimientos sobre cómo nuestro cerebro procesa y recuerda la información sensorial.
Reflejos:
- Modelo unificado: El estudio introdujo un modelo de red neuronal que explica tanto los sesgos de actualidad como los de tendencia central a través de un único mecanismo, desafiando la noción previamente aceptada de que eran fenómenos distintos.
- Base neuronal: El modelo se basa en la dinámica de la corteza parietal posterior, que influye en la recuperación de la memoria y el procesamiento sensorial, lo que ilustra cómo los recuerdos recientes pueden distorsionar la percepción hacia un promedio.
- Impacto práctico: Los hallazgos tienen implicaciones prácticas para comprender los procesos cognitivos y podrían conducir a mejores estrategias para combatir los sesgos relacionados con la memoria en entornos clínicos y cotidianos.
Fuente: Centro de visitantes de Sainsbury
Los neurocientíficos han revelado que el sesgo de actualidad en la memoria de trabajo conduce naturalmente a un sesgo de tendencia central, un fenómeno en el que los juicios de las personas (y de los animales) están sesgados hacia el promedio de observaciones anteriores. Sus hallazgos podrían proporcionar una idea de por qué el fenómeno es tan omnipresente.
Investigadores del laboratorio Akrami del Sainsbury Wellcome Centre de la UCL y del laboratorio Clopath del Imperial College de Londres han desarrollado un modelo de red con un módulo de memoria de trabajo y otro que tiene en cuenta historias sensoriales.
El estudio, publicado en eVidadescribe cómo el modelo muestra que los circuitos neuronales pueden dar lugar a sesgos de actualidad y tendencia central simultáneamente a través de un mecanismo único.
“Los psicólogos observaron por primera vez el sesgo de tendencia central hace más de un siglo, pero asumieron que era un fenómeno separado del reciente. Nuestros resultados implican que estos dos sesgos están más vinculados de lo que se pensaba anteriormente”, dijo Vezha Boboeva, investigadora principal del Sainsbury Wellcome Center y primera autora del artículo.
El sesgo de tendencia central, también llamado sesgo de contracción, es un fenómeno generalizado. Imagine que se le muestra una barra de una longitud determinada y se le pide que reproduzca esa misma barra, recuperada de su memoria.
Lo que solemos hacer es memorizar la longitud, en función del tamaño de la barra, recordando las barras más largas como más cortas y las más cortas como más largas. Por lo tanto, consideramos que la longitud de la barra está más cerca del promedio del rango de lo que realmente está.
El fenómeno también ocurre en otros animales, incluidos primates no humanos y roedores, y también ocurre con otras modalidades, como amplitudes y frecuencias de sonido.
Se cree que este sesgo es una estrategia cerebral destinada a procesar patrones estadísticos de información sensorial, formulada mediante computación bayesiana.
El sesgo de actualidad, también conocido como sesgo de historia a corto plazo, ocurre cuando no recuerdas un estímulo determinado porque el recuerdo del estímulo anterior permanece en tu mente.
Para comprender los procesos neuronales subyacentes tanto a los sesgos de tendencia central como de recencia, neurocientíficos de SWC y el Imperial College de Londres estudiaron los fenómenos en un modelo de red neuronal, fuertemente inspirado en resultados anteriores de roedores y experimentos con la memoria de trabajo humana.
“Mi investigación postdoctoral anterior demostró que la desactivación de la corteza parietal posterior (PPC) atenuaba el sesgo de contracción en ratas que realizaban una tarea de memoria de trabajo.
«También descubrimos que los sesgos debidos a recuerdos persistentes de ensayos anteriores se redujeron cuando se apagó el PPC, lo que sugiere que estos dos mecanismos podrían estar relacionados entre sí», explicó la líder del grupo Athena Akrami en SWC y autora correspondiente del artículo.
A partir de esta investigación, Boboeva y su equipo desarrollaron un modelo de red que replica resultados experimentales anteriores. En el modelo, los efectos históricos a corto plazo ocurren debido a que las entradas de PPC tienen una escala de tiempo de integración más lenta, así como a la adaptación de la tasa de despido.
«El modelo muestra que una vez que se cometen errores en la memoria de trabajo debido a estos recuerdos persistentes, surge naturalmente un sesgo de contracción, sin necesidad de hacer más suposiciones sobre el promedio sensorial histórico», explicó Boboeva.
Es importante destacar que este nuevo modelo unificador hizo predicciones específicas sobre cómo las estadísticas sensoriales afectan el rendimiento. Los investigadores utilizaron herramientas en línea para probar y verificar estas predicciones mediante la realización de experimentos psicofísicos con participantes humanos.
Los próximos pasos son probar las predicciones del modelo sobre la dinámica neuronal volviendo a analizar los conjuntos de datos existentes y recopilando nuevos datos neuronales.
Fondos: Esta investigación fue financiada por BBSRC BB/N013956/1, BB/N019008/1, Wellcome Trust 200790/Z/16/Z, Simons Foundation 564408, EPSRC EP/R035806/1, Gatsby Charitable Foundation GAT3755 y Wellcome Trust 219627/Z / . 19/Z.
Sobre esta noticia de la investigación sobre memoria y neurociencia
Autor: Abril Cashin-Garbutt
Fuente: Centro de visitantes de Sainsbury
Contactar: April Cashin-Garbutt – Centro de bienvenida de Sainsbury's
Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.
Investigacion original: Acceso libre.
«El modelo de red unificador vincula los sesgos de actualidad y tendencia central en la memoria de trabajo» por Vezha Boboeva et al. eVida
Abstracto
El modelo de red unificador vincula los sesgos de actualidad y tendencia central en la memoria de trabajo
El sesgo de tendencia central, o sesgo de contracción, es un fenómeno en el que el juicio sobre la magnitud de los elementos almacenados en la memoria de trabajo parece estar sesgado hacia el promedio de observaciones pasadas.
El cerebro la considera una estrategia óptima y generalmente se considera una expresión de la capacidad del cerebro para aprender la estructura estadística de la información sensorial. Por otro lado, los sesgos de actualidad, como la dependencia serial, también se observan comúnmente y se cree que reflejan el contenido de la memoria de trabajo.
Los resultados recientes de una tarea de comparación auditiva retrasada en ratas sugieren que los dos sesgos pueden estar más relacionados de lo que se pensaba anteriormente: cuando se inhibió la corteza parietal posterior (PPC), se redujeron los sesgos a corto plazo y de contracción.
Al proponer un modelo de los circuitos que pueden estar implicados en la generación de la conducta, mostramos que el contenido volátil de la memoria de trabajo que probablemente se desplace hacia experiencias sensoriales pasadas (produciendo sesgos de la historia sensorial a corto plazo) conduce naturalmente a un sesgo de contracción.
Los errores, que ocurren a nivel de pruebas individuales, se toman de toda la distribución de estímulos y no se deben a un cambio gradual de la memoria hacia la media de la distribución sensorial.
Nuestros resultados son consistentes con un amplio conjunto de hallazgos conductuales y proporcionan predicciones del desempeño en diferentes distribuciones y tiempos de estímulos, intervalos de retraso, así como dinámicas neuronales en áreas supuestas de la memoria de trabajo.
Finalmente, validamos nuestro modelo realizando una serie de experimentos psicofísicos en humanos en una tarea de memoria de trabajo paramétrica auditiva.
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Horoscopo
Promoción de la educación STEM: los estudiantes de PRCC reciben subvenciones del Mississippi Space Grant Consortium – Picayune Item
Promoción de la educación STEM: los estudiantes de PRCC reciben subvenciones del Mississippi Space Grant Consortium
Publicado a las 12:05 p.m. del jueves 25 de abril de 2024
Por CCPR
Cinco estudiantes de Pearl River Community College han sido seleccionados para recibir la beca para estudiantes STEM del Mississippi Space Grant Consortium (MSSGC) para 2024.
Los solicitantes fueron seleccionados en función de su trabajo realizado en el STEM Club como miembro activo, sus cursos en PRCC, su servicio a la escuela y la comunidad, y las recomendaciones de los instructores. Cada estudiante recibió $750 que pueden usarse para beneficiar y ampliar su educación.
Los homenajeados de este año son Noah Bowman, Brennin Carlisle, Mason Holladay, Destiny Taylor y Sydney Thornton.
«Desde 1993, PRCC ha participado activamente en esta organización estatal sin fines de lucro, con el apoyo de la Oficina de Participación STEM de la NASA, que inicialmente financió colegios comunitarios para este programa», dijo Melinda Miller, coordinadora de subvenciones espaciales de PRCC (MSSGC) e instructora de biología. A&P humana y ciencia forense. «Expresamos nuestra gratitud a la administración de PRCC, la Subvención Espacial de Mississippi de la NASA y la Oficina de Participación STEM por su invaluable apoyo para lograr los objetivos del programa».
«Extendemos nuestras felicitaciones a estos merecedores estudiantes de STEM y esperamos sus logros a lo largo de su trayectoria académica».
GANADORES DEL PREMIO STEM 2024
Bowman es un estudiante de segundo año de Varnado, LA. Se graduó del programa de educación para adultos de PRCC después de recibir educación en casa.
En PRCC fue miembro de Phi Theta Kappa y de la Concert Band. También es tutor de Servicios de Apoyo Estudiantil/TRIO. Después de graduarse, planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi para obtener una licenciatura en bioquímica antes de postularse para el programa de veterinaria de la Universidad Estatal de Luisiana.
«Este premio me ayudará a lograr mis objetivos educativos al ayudarme a pagar mi matrícula de verano para poder tomar todos los cursos posibles aquí». » dijo Bowman.
Carlisle es un estudiante de segundo año de Poplarville que se graduó de Lamar Christian School. Es un estudiante de trabajo y estudio en el edificio de Educación Técnica Profesional en el campus de Poplarville y con frecuencia participa en actividades de desarrollo de ciencias.
Se espera que Carlisle se gradúe el próximo mes de mayo del programa de Tecnología de Automatización y Controles (Instrumentación). Planea conseguir un trabajo en el Centro Espacial Stennis y quiere trabajar en varios proyectos personales que podrían interesar a más personas en STEM.
«Trabajo mucho con la impresión 3D y disfruto viajar a diferentes escuelas para enseñar a los niños los beneficios de las impresoras 3D», dijo Carlisle. «Este dinero me ayudará a ampliar mis conocimientos personales para estar mejor equipado para enseñar a otros».
Holladay es un estudiante de segundo año de Kiln que se graduó de Hancock High School. Actualmente cursa la carrera de Ciencias de la Salud y Pre-Enfermería. Después de PRCC, planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi para obtener una licenciatura en enfermería.
«Estoy muy agradecido por esta asignación», dijo Holladay. “Pienso usarlo para cubrir mis gastos de vivienda mientras estudio en la USM.”
Taylor es originaria de Carriere y se graduó de Pearl River Central High School. Actualmente es estudiante del programa de Tecnología Electrónica y participa activamente en el eSports Gaming and Strategy Club y en el Ally Club.
Después de graduarse, busca adquirir habilidades y experiencia en ingeniería o ciencias, a través de pasantías u oportunidades laborales.
«Planeo utilizar este premio para financiar mis necesidades de capacitación y suministros, lo que me permitirá sobresalir como técnico en electrónica», dijo Taylor. «Este es un paso esencial para lograr mis objetivos profesionales y hacer una contribución significativa al campo».
Thornton es un estudiante de segundo año de Sumrall que se graduó de Sumrall High School. Ella está en el Instituto de Honores William Lewis y ha sido miembro de la Spirit of The River Marching Band durante dos años, sirviendo como líder del trombón este año, así como miembro de los Jazz Cats. Las actividades adicionales incluyen el Consejo Asesor Estudiantil, la Asociación de Gobierno Estudiantil y Phi Theta Kappa. Además, está en rotación para el departamento de ciencias, participando en actividades como el reciente Simposio Mujeres en STEM y la Fiesta de Observación del Eclipse Solar.
Thornton está en la carrera de ciencias de la salud y preenfermería. Se graduará en mayo y planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi.
«Me acaban de aceptar en el programa de enfermería de USM y no puedo esperar para comenzar el siguiente paso en mi viaje», dijo Thronton. “¡Este premio me ayudará a continuar mi educación en USM y seguir esforzándome por lograr mi objetivo de convertirme en enfermera titulada!” »
ACERCA DE LA SUBVENCIÓN DE ESPACIO DE PRCC
El programa PRCC Space Grant está afiliado al Mississippi Space Grant Consortium (MSSGC). El programa MSSGC está diseñado para empoderar, mejorar e iluminar a la próxima generación de exploradores de Mississippi a través de oportunidades para participar y contribuir a la misión de la NASA.
Los programas de subvenciones espaciales de la PRCC están diseñados para centrarse en la agenda de investigación humana de la misión de la NASA de aplicar conocimientos y tecnología para mejorar la competitividad, la educación y la calidad de vida de nuestra nación en la Tierra. El subsidio para estudiantes STEM está diseñado para ayudar a los estudiantes con sus gastos educativos actuales o futuros y/o necesidades de proyectos en curso en su campo STEM objetivo.
PRCC es uno de los diez colegios comunitarios de Mississippi que participan en el programa. Además del subsidio para estudiantes STEM, los fondos se utilizan para ayudar Proyectos especializados en biología y zoología., concursos científicos para escuelas medias y secundarias, Desarrollo docente STEM K-12, oportunidades de desarrollo profesional STEM en colegios comunitarios y promoción de STEM al público en general.
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