Cuaderno de ciencia acumulativa

Problema sencillo, problema aparentemente sencillo

2012-02-01T00:39:00.001+01:00

Un bate y una pelota cuestan 1,10 euros.
El bate cuesta un euro más que la pelota.
¿Cuánto cuesta la pelota?

De unicelular a pluricelular en 60 días

2012-01-23T17:19:00.002+01:00

Hace más de 650 millones de años, los organismos unicelulares empezaron a agruparse para formar cúmulos de eucariontes que finalmente se convertirían en las plantas y animales que hoy pueblan la Tierra. Este es un hecho que se daba por verdadero dados los fósiles existentes y otras pruebas indirectas, pero no se sabía exactamente en cuánto tiempo la naturaleza podía conseguir preexcelsa hazaña. Ahora, un grupo de científicos han conseguido reproducir este importantísimo paso evolutivo en un laboratorio, utilizando la levadura de cerveza común (Saccharomyces cerevisiae) y descubriendo con asombro que se trata de un proceso que puede tener lugar en tan sólo dos meses.

Por vez primera, un grupo de biólogos -especializados en temas evolutivos- han conseguido reproducir ese paso en un laboratorio. Utilizaron como “cobaya” a la levadura de cerveza común (Saccharomyces cerevisiae), un organismo unicelular muy bien conocido por la biología. Sam Scheiner, científico de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF, por National Science Foundation) y miembro del equipo que realizó este trabajo, dice que es “la primera vez que se consigue observar experimentalmente la transición de un grupo de organismos unicelulares hacia otros más complejos, y brinda la posibilidad de observar un evento que ocurrió naturalmente hace cientos de millones de años”. Los resultados de este trabajo fueron publicados en la prestigiosa revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU., y lo que más llama la atención es que tan complejo paso en realidad se puede realizar en un tiempo muy corto: sólo 60 días. En efecto, la levadura evolucionó en grupos multicelulares capaces de trabajar de forma sinérgica, reproducirse y adaptarse a los cambios que tienen lugar en su medio ambiente. En otras palabras, pasaron de ser células procariotas a ser un organismo complejo que, con el tiempo suficiente, podría evolucionar hasta convertirse en formas de vida aún más complejas. La evolución es un hecho.

Poesía de la ciencia del asombro. El universo quiere conocerse a sí mismo

2012-01-15T13:43:00.001+01:00

[...] "... Y la luz engendró lo más desconocido: un sutil pensamiento ante el asombro. Y amaneció el origen, el frenético fuego abrasando, abrazando los silenciosos mundos, creando la expansión de ese universo errante cuya energía canta la armonía, la gestación feral de la belleza". Así de bonito lo expresa el poeta canario Justo Jorge Padrón.

La caída en la Capilla Sixtina. Arte y ciencia

2012-01-15T11:25:00.000+01:00

Entre el aprendizaje y la demencia, la genialidad: Georg Cantor, Ludwig Boltzmann, Kurt Gödel y Alan Turing

2012-01-14T19:20:00.004+01:00

Un gran documental de la BBC —presentado por David Malone— que nos recuerda la odisea de cuatro matemáticos (Georg Cantor, Ludwig Boltzmann, Kurt Gödel y Alan Turing) y sus aportaciones nada desdeñables. Nadie elige ser un genio.

El lenguaje no tiene regiones cerebrales de diseño específico

2012-01-13T00:43:00.001+01:00

Un nuevo estudio sobre el lenguaje de señas considera que no existe una sola área avanzada del cerebro humano que le da capacidades para el lenguaje más allá de las que posee cualquier otra especie animal.

En cambio, para dar sentido a una frase los seres humanos usasamos varias regiones del cerebro, cada una diseñada para llevar a cabo diferentes tareas primitivas. Dependiendo del tipo de gramática que se utiliza en la formación de una oración dada, el cerebro activará un cierto conjunto de regiones para procesarlo. Algo similar cuando un carpintero escoge de su caja de herramientas el conjunto de estas que le servirán para llevar a cabo los distintos componentes básicos que componen una tarea compleja.

“Estamos utilizando y adaptando la maquinaria que ya tenemos en nuestro cerebro”, dijo el coautor del estudio Aaron Newman. “Obviamente estamos haciendo algo diferente con respecto de los otros animales, porque somos capaces de aprender el idioma a diferencia de cualquier otra especie. Pero no es porque algunos regiones hayan evolucionado especialmente en nuestro cerebro sólo para el idioma, y nada más.”

Para determinar las diferentes regiones del cerebro fueron utilizadas distintas frases con distintos tipos de gramática, y los científicos se centraron en el Lenguaje de Señas Americano por una rara calidad que tiene.

Algunos idiomas (Inglés, por ejemplo) se basan en el orden de palabras en una oración para expresar las relaciones entre los elementos de la oración. Cuando un hablante de Inglés oye la frase “Sally saluda a Bob,” está claro desde el orden de las palabras que Sally es quien esta haciendo el saludo y Bob es la persona que lo recibe y no al revés.

En otros idiomas (español, por ejemplo) se basan en las inflexiones, los sufijos y prefijos de las palabras, para transmitir las relaciones sujeto-objeto, y el orden de las palabras pueden ser intercambiables.

Lenguaje de señas americano tiene la característica útil de que las relaciones sujeto-objeto puede expresarse en cualquiera de las dos maneras – mediante el orden de las palabras o las inflexiones. Para el estudio, el equipo formó 24 frases y expresó cada una de estas oraciones usando ambos métodos.

Mediante IRM (imagen por resonancia magnética) vigilaron las áreas del cerebro que se activaron en el tratamiento de los diferentes tipos de oraciones.

El estudio encontró las distintas regiones del cerebro que se utilizan para procesar los dos tipos de sentencias: aquellas en los que se determinó el orden de las palabras y las relaciones entre los elementos de la oración, y aquellas en los que la inflexión facilitaba la información.

De hecho, al tratar de entender los diferentes tipos de gramática, los seres humanos utilizan las regiones del cerebro que están diseñados para realizar las tareas primitivas que se refieren a la naturaleza de las frases que están tratando de interpretar. Por ejemplo, en una sentencia de orden en las palabras se activan las zonas de la corteza frontal que le dan a los seres humanos la capacidad de poner la información en secuencias, mientras que una sentencia de inflexión se localiza en partes del lóbulo temporal que se especializan en dividir la información en sus partes constituyentes.

“Estos resultados muestran que la gente realmente debe pensar en el lenguaje y el cerebro de una manera diferente, en términos de cómo el cerebro aprovecha algunos quizá estructuras preexistentes computacionales para interpretar el lenguaje”, dijeron los autores.

Además de proporcionar perspectivas sobre cómo el lenguaje pudo haber evolucionado en los seres humanos, los hallazgos de los científicos tal vez podría eventualmente encontrar aplicaciones en la medicina. Por ejemplo, podría resultar valiosa para evaluar la mejor manera de enseñar el lenguaje a una persona con daño cerebral en ciertas áreas pero no en otros, como a una víctima de un derrame cerebral.

Referencia: A. J. Newman, T. Supalla, P. Hauser, E. L. Newport, D. Bavelier. Dissociating neural subsystems for grammar by contrasting word order and inflection. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010. Abstract: aquí.

Vía: Neurociencias

Cuando alguien se reconoce por primera vez en el espejo

2011-12-01T02:17:00.014+01:00

"Hola, soy yo, Qbo".

La consciencia parece algo más. La consciencia sería como poner un espejo enfrente de otro en su imparable fuga al infinito (como metáfora no tiene precio). Pero el cerebro y la mente son finitos (en el sentido de la la teoría computabilidad).

La fiesta a la ítalo-española

2011-11-17T17:39:00.005+01:00

Si nos hubiesen contado qué querían hacer con la Unión Europea, si nos dijesen -ahora- qué recortes son prioritarios, si nos dicen de qué va la "fiesta"...

La relatividad especial o cómo reducir lo complejo

2011-11-06T22:01:00.003+01:00

Postulado primero: las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales. En otras palabras, no existe un sistema inercial de referencia privilegiado, que se pueda considerar como absoluto o primordial.
Postulado segundo: la velocidad de la luz en el vacío es una constante universal (c), que es independiente del movimiento de la fuente de luz (invariancia de c).

"A menudo se critica la teoría de la relatividad diciendo que atribuye, sin ninguna justificación, un papel teórico fundamental a la propagación de la luz, ya que funda el concepto de tiempo en la ley que rige dicha propagación. Sin embargo el asunto no es así. Con el objeto de dar un significado físico al concepto de tiempo son necesarios procesos de alguna clase que permitan establecer relaciones entre diversos lugares y carece por completo de importancia cuáles sean los procesos elegidos con tal fin, esto es, el de definir el tiempo. [...] La propagación de la luz en el vacío satisface las exigencias requeridas de un modo más completo que cualquier otro proceso que podría considerarse, gracias a las investigaciones de Maxwell, y de H. A. Lorentz". Albert Einstein

Las derivadas de estas leyes es que el tiempo es relativo al observador. Dos observadores —uno a velocidades próximas a la luz (A) y otro a velocidad "cotidiana de la Tierra" (B)—, el observador A vería, con estupefacción, cómo el reloj del observador B se iría retrasando con respecto al suyo, y viceversa. Y Aquí va la pregunta retórica: ¿Y un tercer observador —llamémoslo Einstein— que midiese los dos eventos desde otro "sistema de referencia imaginado"? Eso se llama ser un genio.

Anillos casi de perfil y un cuarteto para Saturno

2011-11-02T01:14:00.003+01:00

Los anillos de Saturno vistos casi de perfil y cuatro de sus satélites (Titan, Dione, Pandora y Pan) fotografiados por las cámaras de la sonda Cassini-Huygens.
Titán es el satélite más grande de Saturno y el segundo satélite más grande del Sistema Solar. Dione es un satélite de Saturno descubierto, en 1684, precisamente, por Giovanni Cassini (en la foto casi en el centro de Titán y por delante). Pandora, bastante más pequeño que los otros dos, a la derecha de la foto. ¿Y Pan?

El planeta Saturno tiene 61 satélites con órbita confirmada, aunque los expertos calculan que el número total puede rondar los 200. Vide: satélites de Saturno.

Añadido gracias al primer comentario. No obstante, se podía observar pinchando en la imagen (que se ve ampliada).

La sombra del neutrino es alargada

2011-10-17T01:05:00.001+02:00

Según el experimento OPERA-CERN, el neutrino, más rápido que Lucky Luke (que disparaba antes que su sombra proyectada). ¡Un neutrino! –¿Quién es?– Toc-toc

El comodín, el universo y todo lo demás (momentos estelares de la ciencia)

2011-09-17T21:34:00.005+02:00

El Big Bang supone por definición el comienzo del tiempo; por tanto, la palabra ”antes” no tiene sentido. Una vez definido el Polo Norte no tiene sentido preguntar qué hay al norte del Polo Norte. La otra pregunta suele ser qué, por qué o quién originó la energía, o sea, el Universo.

Desde 1974 en que se descubrieron experimentalmente las fluctuaciones espontáneas del vacío predichas por la mecánica cuántica, tampoco tienen sentido esas preguntas. En el vacío se genera energía espontáneamente, es decir, como un efecto sin causa (igual que algo tan familiar como la radiactividad, nada misterioso). Así, lo único que asombra es la portentosa cantidad generada en el Big Bang, pero es un asunto cuantitativo, no cualitativo. Resumiendo y en conclusión, se puede decir lo que le dijo Laplace a Napoleón al argüir éste que en su mecánica celeste no veía a Dios por ninguna parte: ”No necesité tal hipótesis, Sire”.

El arte más antiguo

2011-09-05T18:17:00.014+02:00

La mariposa Macrocilix maia ha desbancado a los romanos, griegos, egipcios, sumerios, etcétera, en ser la "artista" por selección natural más antigua; e incluso a los Hombres de Cro-Magnon (es decir, la especie humana actual; en especial los asociados a las cuevas de Europa en las que se encontraron pinturas rupestres). Sin olvidar al Homo neanderthalensis, que pudieron pintar algunas cuevas y nos las hemos atribuido, sin más. Ello a pesar que ya se ha constado la hibridación entre especies convencionales (si hubo hibridación, no son especies distintas, sino subespecies).

Estos son los resultados de la investigación, publicada en 2010: con excepción de los africanos subsaharianos, el resto de Homo sapiens actuales poseen hasta un 4% del ADN de los antiguos neandertales. La hibridación data de hace 80.000 años, cuando el Homo sapiens ya había abandonado África y estaba colonizando Oriente Medio, donde los neandertales ya se encontraban. A partir de allí, la mezcolanza genética se extendería por el resto de continentes en su conquista del mundo.

Pero no quería hablar del arte de los homínidos u homininos posteriores, sino dar un salto cuantitativo en el arte mimético de otros animales, ni siquiera mamíferos.

La pintura natural muestra a dos moscas cerca de un excremento de ave. Además, la coloración es interactivo-sensorial: simula el mal olor de la caca.

Para que luego digan que sólo los humanos tenemos "arte".

Una cuestión que me intriga: el arte -o lo que llamamos arte- podría proceder de la inconsciencia, igual que la inteligencia o grados de inteligencia. ¿Qué es el arte, entonces?

A qué llamamos lo psíquico

2011-08-26T01:49:00.002+02:00

Podríamos definir el proceso del pensamiento de esta manera: la actividad bioeléctrica y química sobrepasa las escalas neurona y circuito neural y alcanza la complejidad en red (un bucle reflexivo tálamo-cortical-cortical); es entonces cuando se produce la transducción de la codificación físico-química a la codificación psíquica de la experiencia subjetiva y el acto de pensar.

Sencillo de definir grosso modo; pero los detalles son los que investigan la neurociencia en la actualidad. Detallar, metódicamente, es ciencia.

El espejismo de la ilusión óptica del tablero ajedrezado

2011-08-01T22:02:00.005+02:00

Las casillas A y B parecen de distinto tono de color pero no son. Desde la perspectiva centrada que usted está mirando, sí. Sin embargo, ¿qué pasa si cambiamos de perspectiva? Probemos, a ver qué pasa. Ladee su cabeza hacia la izquierda a casi la altura del teclado (más o menos) y guiñe el ojo derecho.

No se confunda, amigo. Lo decisivo para que lo vea de distinto tono de color tiene que ver con el contraste local de las casillas, los cambios graduales en los niveles de la luz y la perspectiva.

En realidad, nuestros ojos ven una combinación de grises, más o menos oscura, en un fondo de color crema. Isaac Newton no podía imaginar, en su tiempo, que los colores son generados en el cerebro.

De Hemiunu a Jean Pierre Houdin

2011-06-26T13:44:00.002+02:00

No podía ser de otra manera: un arquitecto ha dado la solución a cómo se construyó la pirámide de Keops. A falta de la confirmación oficial, las pruebas con las que cuenta Jean Pierre Houdin parecen concluyentes. Rampa exterior hasta los 43 metros y a partir de ahí rampas interiores que no exceden el 7% de desnivel. Egiptólogos y antropólogos no concebían una solución satisfactoria y sin contradicciones. Como dice Jean Pierre, Hemiunu no tenía la pirámide delante cuando la imaginó; ¡era un trabajo intelectual!

Y los "magufos" aferrados a la teoría de la construcción por los extraterrestres que alimenta el misterio. Se ve que el misterio sin solución de continuidad da negocio. Al menos que el negocio -si lo hay- sea el acercamiento a la verdad.

(Postdata: Dedicada a mi amigo Manu; que si no ha visto el documental, le gustará).

Ver vídeo.

De la exclamación de las emociones a la interrogación de los porqués

2010-09-04T21:07:00.000+02:00

La irrupción del lenguaje en la evolución humana, a día de hoy, sigue siendo una gran incógnita. Sabemos que las partes blandas del cerebro no fosilizan, darían muchas respuestas, qué duda cabe, pero sólo tenemos los restos óseos -que son escasos y sólo ofrecen una información parcial- y a eso tenemos que atenernos. O no. El conocimiento avanza de forma paulatina, al alud de otras ciencias complementarias a la paleoantropología. No todo va ser huesos. También la mente es capaz de abstraerse y, sobre todo, de retrotraerse. Experimento mental se llama en ciencia.

Noam Chomsky emite una buena hipótesis a cómo retrotaerse: "Nadie le enseña a un niño cómo mover el verbo a la posición adecuada en el caso de una pregunta". El lenguaje y la gramática es innato en el ser humano, viene a decir. Buena pista, Noam.

En mi opinión, la gramática universal llevaría implícita una "secuencia cerebral" por la cual todos aprendemos el lenguaje. Siendo un poco reduccionista sería el siguiente binomio: dicción / contradicción. Me explico.
No parece aventurado admitir que, en los remotos tiempos de la humanidad, el lenguaje humano tuviera un carácter puramente sensitivo y emocional. A determinadas emociones (de dolor, placer, hambre, etc) respondían ciertos gestos, ademanes y gritos.
En los niños pequeños se puede observar algo parecido. Cuando empiezan a vocalizar sus primeras palabras, se da lo que llaman los expertos la oración monovocabular, llamada Rheme. Si el bebé dice "mamá" puede significar, en diversas inflexiones "dame" o "¿no me lo vas a dar?"; "mira" o "¿no vas a mirar?"; etcétera. La secuencia de preguntar o ironizar parece comenzar con las primeras frases. El software humano está preparado para ironizar desde el principio de la vida humana, aunque el hardware para ello puede datar de hace miles de años, quizás dos millones de años, cuando ocurrió la diferenciación cerebral entre los dos hemisferios y, por tanto, la ubicación del lenguaje en uno de ellos. Esa puede ser la diferencia de nuestra comunicación y la del resto de los animales. Nuestro lenguaje evolucionó hacia un sistema binario dentro de una memoria analógica.-

Cuál es la base fisiológica de la consciencia

2009-11-03T01:10:00.000+01:00

Una de las teorías con más fuerza aproximativa es que la consciencia se produce cuando varias áreas cerebrales se sincronizan. Los procesos neuronales inconscientes se darían localmente y no implicarían la coordinación con otras áreas cerebrales. Esta coordinación a larga distancia se da (eso sí se sabe) en la frecuencia gamma (30-80 Hz). La sincronización local se da, sin embargo, en la frecuencia beta (20-25 Hz). Lo interesante es que de esta forma una zona concreta del cerebro podría participar en procesos conscientes (globales) o inconscientes (locales) dependiendo de con quién se sincronice.

Los estudios con magnetoencefalografía muestran que la oscilación de 40 Hz se genera primero en las regiones corticales frontales y luego en las caudales, o sea, las oscilaciones se van desfasando rostrocaudalmente, de tal manera que el cerebro se comporta como si tuviera un sistema de radar, un "scanning system" que recorre toda la corteza cerebral en dirección rostro-caudal cada 12.5 milésimas de segundo. Este escáner rostrocaudal se genera secuencialmente en circuitos recurrentes entre diferentes áreas de la corteza y los núcleos intralaminares talámicos, de tal manera que enlaza toda la información sensorial en un instante de 12.5 milésimas de segundo.

Por tanto, la consciencia es discontinua: dos eventos por debajo de los 12.5 milisegundos pasarían inadvertidos para el sujeto. El "quantum" de la consciencia es ese tiempo. Grosso modo, esto es lo poco que tenemos comprobado -subrayo comprobado- de la conciencia de sí mismo.