Apuntes científicos desde el MIT » Stoop syndrome

Qué diantre es el entrelazamiento cuántico

2009-11-26T21:28:51+01:00

Imagínate un par de electrones como si fueran dos monedas idénticas en las que una marca cara y la otra cruz.

Ahora imagínate que ambas monedas poseen esta peculiar propiedad: van alternando cara y cruz a su aire, pero nunca están ambas en la misma posición. Forman parte de un mismo orbital atómico, y por algo llamado principio de exclusión de Pauli, siempre que una esté en cara, la otra marcará cruz. Si yo voy y giro una, la otra se girará automáticamente a la posición opuesta. Espera, no te vayas, continúa leyendo, valdrá la pena lo prometo. Te voy a explicar uno de los fenómenos más inverosímiles de la naturaleza.

Estábamos con esas monedas-electrones que van cambiando constantemente entre cara y cruz, pero que de alguna manera están entrelazadas: Según las leyes de la cuántica, nunca pueden estar ambas en cara o en cruz a la vez. Es físicamente imposible.

Imaginemos un poco más: Coges con delicadez ambas monedas-electrones, las metes en sendas cajitas sin mirar todavía qué marca cada una, y sin romper su entrelazamiento cuántico te las llevas una a Nueva York y la otra a Bangkok. ¿Qué tendrás entonces? Dos monedas, una en NY y la otra en Bangkok, que en teoría van pasando de una posición a otra, pero continúan conectadas entre ellas. Si en un momento determinado abres la caja de Nueva York y ves la moneda en cruz, la de Bangkok se paraliza de golpe en cara. Y si hubieras abierto la misma caja unos milisegundos más tarde y te hubiera salido cara, la otra se habría colapsado en cruz inmediatamente (recalquemos el inmediatamente). Esto, en teoría cuántica. A la práctica… ¿creéis que esto podría llegar a suceder?

Vayamos ahora a ese apasionante primer tercio del siglo XX, en el que la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica competían para ver quien explicaba mejor la realidad del mundo que nos contiene.

Einstein no se tragaba algunas de las asunciones de la cuántica, sobre todo ese principio de indeterminación de un tal Heisenberg, según el cual en el mundo subatómico no había certezas y resultaba físicamente imposible conocer la posición y movimiento exactos de una partícula en un instante determinado. O esas atroces ecuaciones de su estrambótico colega Schrödinger, implicando que las partículas estaban dispersas en varios lugares a la vez y su estado sólo quedaba definido en el momento que alguien las observaba. “¡Claro que estaban definidas! ”, pensaba Einstein, ”y si la cuántica tenía indeterminaciones, debía ser porque todavía no estaba desarrollada del todo…”. Y para demostrarlo, en 1935 Einstein propuso junto con Podolsky y Rosen el experimento mental EPR, que reflejaba una situación análoga a las cajitas con monedas cara – cruz separadas miles de kilómetros de distancia.

En resumidas cuentas, lo que venía a decir Einstein era que si al abrir la caja de Nueva York ves a la moneda en cara, y de golpe la de Bangkok aparece en cruz, será que… ¡siempre habían sido cara y cruz respectivamente!!! ¿Qué historia era esa de que las partículas van cambiando de estado y comunicándose misteriosamente? Si al abrir la caja te hubiera salido cruz, pues esa moneda contenía la propiedad cruz. Y la otra cara. Y punto. ¿Por qué lo tenía tan claro Einstein? Porque siendo de otra manera se rompía un principio fundamental de las leyes de la naturaleza: “Si con la paradoja EPR coges dos partículas entrelazadas cuánticamente y te llevas una al otro extremo del sistema solar… físicos cuánticos locos; ¿me estáis diciendo que al observar una colapso inmediatamente la otra? Imposible! ¿pero no os dais cuenta que esto es una barbaridad?”. Este inmediatamente rompe con el principio relativista de que nada puede viajar más rápido que la luz. Ni siquiera la información. “¿O acaso tenéis alguna explicación coherente al experimento EPR?”, planteaba Einstein. En realidad, no la tenían. A lo único que podían aferrarse Schrödinger y Heisenberg era a sus ecuaciones matemáticas. La lógica en este caso estaba de parte de Einstein: Si le dices a un tipo en Bangkok que abra una caja y ve una moneda en cruz, no le hagas creer que segundos antes era cara. Bueno… eso quizás podría ser… pero lo que no cuela de ninguna manera es que otra moneda en New York vaya cambiando simultáneamente con la primera.

Lógico el planteamiento de Einstein, no?... Ja! Muerte a la lógica!!! Que le den al sentido común!!! Viva ciencia!!! Por muy inverosímil que os parezca, los físicos cuánticos tenían razón!!! Einstein andaba equivocado, y se hubiera comido su paradoja EPR si hubiera vivido más tiempo.

En 1964 el irlandés John Bell publicó un teorema que escondía un posible experimento para poner a prueba la paradoja EPR, y comprobar si la información podía viajar de manera inmediata entre dos partículas entrelazadas cuánticamente. Bell construyó su teorema con la idea de dar la razón a Einstein, y probar que dos partículas no podían estar correlacionadas hasta el grado que aseguraba la cuántica. Bell no llegó a realizar su experimento, pero en 1982 sí pudo hacerlo el francés Alain Aspect. ¿Y sabéis qué? Exacto!!! Contrariamente a lo que Bell y Einstein suponían, cuando por fin se pudo realizar el experimento EPR, quedó demostrado que dos fotones entrelazados cuánticamente sí podían comunicarse sus propiedades de manera instantánea a pesar de estar separados largas distancias. La paradoja EPR dio la razón a la cuántica, demostrando de nuevo que la realidad es más insólita de lo que podemos llegar a imaginar: Si tienes dos electrones entrelazados uno en NY y el otro en Bangkok, y al mirar a uno ves que es cara, el otro inmediatamente será cruz. Y si te hubieras esperado unos instantes y hubiera salido cruz, el otro sería cara. Fantástico!

Ah!, y no hay truco. Esto se ha corroborado en muchísimas otras ocasiones.

Si os sentís incrédulos, perplejos, pensáis que algo no encaja, o creéis que no habéis terminado de entender el fenómeno en profundidad… no os preocupéis; a la mayoría de físicos también les ocurre.

Quizás por eso, mientras unos intentan aprovechar las propiedades de este misterioso entrelazamiento cuántico en criptografía, computación cuántica, o teletransportación, otros nos quedamos simplemente ensimismados con las fabulosas elucubraciones filosóficas que el entanglement implica sobre la estructura de la naturaleza, fascinados con las viejas-nuevas historias, y expectantes de qué nuevas sorpresas nos irá deparando esta maravilla que es la comprensión científica del mundo.

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Paul Zamecnik: Investigando hasta los 96 años

2009-11-20T20:52:32+01:00

Revisando la sección de ciencia del New York Times encontré la noticia de la muerte de Paul Zamecnik , codescubridor del ARN de transferencia.

Me pregunto porqué no llegué a hablaros de mi visita el pasado febrero a su laboratorio del Massachusetts General Hospital , donde “el científico vivo que más merecía el Nobel de los que no lo tenían” (como su nieta me dijo que le citaban), continuaba investigando a sus 96 años.

Conocí a la nieta de Zamecnik a finales de enero en el bar Marvin’s y de casualidad. Como de costumbre. Tras las primeras presentaciones y contarle los motivos de mi inmediato viaje a Boston me dijo: “deberías entrevistar a mi abuelo”. “¿Quién es tu abuelo?”. “Un científico muy importante, que descubrió algo del ADN, y dicen que es la persona que no tiene el Nobel y más lo merece”. Sonaba bien, pero Natasha terminó de convencerme cuando tras preguntarle la edad de su abuelo me respondió: “96 años, y todavía acude casi a diario a su laboratorio! La investigación y la biología son su vida”. A las dos semanas estaba sentado frente a Paul Zamecnik en su despacho del MGH.

Su nieta no exageraba. Acabo de escuchar la grabación de nuestra charla y he rememorado el momento en que alguien abrió la puerta y le entregó una caja de unos 20x30 cm. Paul Zamecnik leyó la etiqueta, y exclamó “ya han llegado!”. Se giró hacia mi sonriente e ilusionado y me dijo: “estas células son muy especiales, son células humanas de un paciente con fibrosis quística y cáncer de páncreas. ¿Sabes? De los 3 mil millones de pares de bases que tiene el genoma humano, a estas células les falta un fragmento de TTT en un gen específico. Esta mutación es la que causa el 75% de los casos de fibrosis quística. Nosotros estamos viendo si podemos repararla utilizando un ARN mensajero que inserte UUU en la cadena complementaria, y luego las sustituya por CCC con unas enzimas especiales. ¡Es un trabajo precioso!”

Me dejó impresionado. Con el tono más respetuoso que pude expresar, le pregunté qué le motivaba a seguir investigando con tal pasión a su avanzada edad. Me miró como si hubiera preguntado algo muy extraño, como si la respuesta fuera del todo obvia, y contestó entrecortado: “bueno… es muy estimulante… nosotros creemos que puede haber una relación entre la fibrosis quística y el cáncer de páncreas, y que quizás haya un virus implicado... nadie más está haciendo esto... Es como un misterio, y solucionarlo podría ayudar a mucha gente… Además, este campo de la biología molecular avanza a un ritmo tan frenético que siempre te mantiene expectante. Todavía recuerdo, hace ya muchos años, cuando conseguimos insertar un pedacito de gen humano en una bacteria, y más tarde en el núcleo de una célula animal. En esos momentos se acercaba la fecha de mi teórica jubilación, pero… ¿¿cómo vas a parar entonces?? Las posibilidades que se abrían eran excitantes!”

Recordé de golpe estar frente a uno de los biólogos moleculares más reconocidos del siglo XX, que había ya cumplido los 40 cuando Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN. Cuando le pregunté cómo vivió él esta revolución se levantó, cogió un libro, y me hizo leer un párrafo.

El libro era el clásico “The Eighth Day of Creation”, que narra la historia de cómo en los años 60 - 70 se desarrolló el campo de la biología molecular y la revolucionaria posibilidad de manipular el ADN de los seres vivos. La cita que Paul Zamecnik me señaló orgullosos era un fragmento en que él mismo relataba su encuentro con James Watson en verano de 1954: “(…) Miré la joven cara del Dr. Watson por encima de su jersey blanco irlandés, después a su modelo de ADN de doble cadena, y le pregunté cómo las instrucciones del ADN se transformaban en una secuencia de proteínas. ¿Se copiaban directamente como si fuera una plantilla? ¿o servía para generar un ARN? Lo segundo parecía probable, pero no teníamos ninguna respuesta. ¿Cómo se desenrollaba esta complicada doble hélice? Watson sonrió mostrando inseguridad. Existía un abismo entre el ADN y la síntesis de proteínas”.

Era el gran misterio de esa época, y la obsesión científica de Paul Zamecnik. Pocos años después, él y sus colegas contribuirían a cerrar tal abismo con un descubrimiento clave en la historia de la biología: la caracterización de una molécula llamada ARN de transferencia (ARNt) cuya misión es transportar los aminoácidos a los ribosomas, los orgánulos celulares donde se fabrican las proteínas.

Éste fue el primer gran éxito científico de Zamecnik. El segundo se produjo a finales de los 70, y como muchos conceptos novedosos fue inicialmente acogido con escepticismo. Paul Zamecnik propuso usar fragmentos de ARN para inactivar genes específicos, en lo que llamó terapia antisentido. Conociendo la secuencia del gen defectuoso, podemos sintetizar una secuencia genética que “se enganche” al ARN mensajero de ese gen y lo bloquee.

En la actualidad ya existen algunos fármacos utilizando el concepto de terapia antisentido desarrollado por Zamecnik, y varios más están siendo testados en estudios clínicos.

Pocas cosas avanzan tan rápido a lo largo de una vida como el conocimiento científico. ¿cómo vamos a parar? Es excitante.

Qué diantre es la antimateria

2009-11-12T20:02:57+01:00

Me preguntaron si yo sabía qué era la antimateria y contesté: “Sí, la materia formada por antipartículas”. “¿Y qué son las antipartículas?”, prosiguió mi contertulio. “Partículas como las que conocemos, pero con carga opuesta. Por ejemplo, un antiprotón es un protón con carga negativa”. Me detuve al darme cuenta que en realidad no entendía qué diantre era la antimateria…

Por suerte en casa de Antonio había un físico. Le preguntamos. Tras el típico “No es mi campo” logramos arrancar la siguiente explicación: “la antimateria es como la materia ordinaria, pero con partículas de carga contraria. Como el positrón, que es un electrón con carga positiva”. Y se quedó tan ancho. “¿Pero qué es? ¿de dónde salen estas partículas?”, insistimos. “Ya os he dicho que no era mi campo…”

Alguien sacó un iPhone y leyó la entrada de Wikipedia : “la antimateria se compone de antipartículas de la misma manera que la materia de partículas. Por ejemplo, un antielectrón (electrón con carga positiva) y un antiprotón (protón con carga negativa) podrían formar un átomo de antihidrógeno…”

Desesperado, al llegar a casa envié un mail a Gonzalo , físico de partículas que trabaja con el CERN , preguntándole cuando podíamos charlar por Skype.

Gonzalo Merino

Investigador del CIEMAT y coordinador del centro Tier-1 de procesado de datos del LHC en España en el PIC de Barcelona.

Pere: Gonzalo, ¿qué es la antimateria?

Gonzalo: Es la materia hecha de antipartículas…

P: Espera!!! Ya se; como el antiprotón y el antielectrón. Pero ¿qué es un antiprotón? ¿de dónde sale? Yo quiero entenderlo a un nivel fundamental!

G: Pues entonces debemos remontarnos al 1928 y hablar de Paul Dirac. De hecho es una historia muy bonita. Paul Dirac era un genio, el típico físico teórico que se pone a hacer cálculos, y con sus ecuaciones predice la existencia de algo que nadie ha visto antes.

P: ¿La antimateria?

G: Sí, en ese momento sólo fue una predicción matemática. Su existencia real se observó años después.

P: ¿Como la búsqueda del bosón de Higgs con el LHC, que estáis seguros de su existencia a pesar de no haberlo visto todavía?

G: Exacto, pero lo de Dirac fue mucho más notorio…

P: ¿Cómo “descubrió” la antimateria?

G: Uff… es difícil de explicar. A ver… A principios del siglo XX había varias revoluciones en marcha en el mundo de la física. En 1905 Einstein presentó su relatividad especial, que daba lugar a la famosa E=mc² de las camisetas, según la cual la materia y la energía eran intercambiables. La otra gran revolución era la cuántica de Heisenberg, Bohr y compañía… que describía el comportamiento de las partículas subatómicas. Ambas funcionaban muy bien, pero eran teorías separadas.

Lo que Paul Dirac intentaba hacer era unirlas matemáticamente; crear una mecánica cuántica relativista. En concreto lo que pretendía era poder describir el electrón, lo más sencillo que uno se podía imaginar. Entonces… al combinar las ecuaciones de la relatividad y la cuántica le apareció la “ecuación de Dirac”, cuyo resultado describía el electrón. Pero había algo curioso: la ecuación de Dirac tenía dos soluciones matemáticas, una negativa (que era el electrón de toda la vida) y otra idéntica, totalmente simétrica, pero con carga positiva. Concluyó que si sus ecuaciones eran ciertas, en algún sitio debía existir una partícula idéntica al electrón pero con carga positiva.

P: wow… ¿y más tarde se descubrió?

G: Si, si… 4 o 5 años después de que Dirac los predijera se observaron experimentalmente los positrones (electrones positivos).

P: …

G: Claro! Y luego se buscaron el resto de antipartículas… Dirac lo hizo para el electrón, pero si las matemáticas establecían que la naturaleza debía respetar esta simetría, para un protón también debía existir un antiprotón. Y así para toda la materia. Es un postulado.

P: Pero a ver… yo tengo en frente mío un ordenador hecho de átomos, que están constituidos de protones, de quarks, de electrones… ¿aquí hay antipartículas también?

G: No, no… todo lo que nos rodea es materia, no antimateria. Imagino que tu querrías saber dónde están las antipartículas, no?

P: Qué perspicaces sois los científicos…

G: Entonces… Estoooo…. Big Bang!!!

P: Big Bang???

G: Sí! Big Bang.

P: Háblame del Big Bang…

G: Bien. Tal y como lo conocemos ahora, toooooodo empezó hace 13.700 millones de años, en una concentración de temperatura y densidad infinita. Al principio todo era energía concentrada en un punto. Luego cuando el Universo empezó a expandirse se fue enfriando, y por E=mc² cierta energía comenzó a transformarse en materia. Pero claro! Según lo que comentamos de Dirac, en teoría se formaron tanto partículas como antipartículas. Pero, y esto es muy importante, otra cosa que sabemos es que cuando una partícula se encuentra con su antipartícula, ambas se anihilan y forman energía.

P: ¿y?

G: Vale. Si en el Big Bang todo hubiera sido absolutamente simétrico, la energía hubiera generado partículas y antipartículas por igual, que luego se hubieran destruido formando más energía hasta llegar a un cierto equilibrio térmico, en el que ni nosotros ni nada existiría. Entonces, el hecho que tengas delante un ordenador hecho sólo de materia nos dice que en el origen del Universo hubo algún tipo de asimetría entre materia y antimateria. Es decir, las leyes de la naturaleza contienen alguna asimetría que favoreció a la materia frente a la antimateria. Lo que sabemos ahora es que… a ver que no me equivoque de ningún cero… por cada mil millones de antipartículas se formaron mil millones más una partículas. Estos miles de millones se aniquilaron entre ellos, y las partículas “sueltas” de materia, las desapareadas, son las que empezaron a formar átomos, galaxias, tu ordenador y el mundo tal y como lo conocemos.

P: ¿Y esto sabéis seguro que fue así?

G: Sí, si… esto fijo, fijo. (risas). La prueba experimental viene del fondo de radiación de microondas.

Este fondo son los fotones que nos llegan del otro extremo del universo, que se originaron durante la aniquilación de la sopa de partículas y antipartículas. Hoy en día por cada partícula de materia que vemos en las galaxias, o donde sea, podemos contar mil millones de fotones del fondo de radiación de microondas.

P: Qué te iba a decir… por tanto, en principio ahora no queda nada de antimateria.

G: Bueno, la que los físicos creamos.

P: Explícate.

G: Es lo que se hace en el CERN, o en otros laboratorios de partículas. Hoy en día, si juntas suficiente energía en un punto puedes crear materia por la E=mc².

P: Y antimateria!

G: Claro, en cada colisión del CERN siempre se forman partículas y antipartículas. Las antipartículas se destruyen enseguida cuando chocan con las paredes del detector, pero nos da tiempo de registrarlas para estudiarlas.

P: En Ángeles y Demonios iban guardando la antimateria en una cajita para luego crear una bomba.

G: Ya, pero es imposible. Confinar antimateria es algo tremendamente complicado, porque se aniquila inmediatamente al encontrarse con cualquier átomo de materia. Se puede vonseguir con campos magnéticos, haciendo que no toque nada, pero es dificilísimo. Hay experimentos en el CERN que generan antielectrones y antiprotones, los enfrían hasta prácticamente frenarlos, los mantienen aislados de la materia, y llegan a construir átomos de antihidrógeno.

P: ¿Eso se ha logrado?

G: Sí, se han creado antiátomos de hidrógeno. Con ellos intentan averiguar cosas muy curiosas. Por ejemplo ¿cómo les afecta la gravedad? ¿caen hacia arriba o hacia abajo? ¿existe la gravedad negativa? A priori se deberían comportar igual… pero todavía no hay ninguna comprobación experimental.

P: Alucinante…

G: Sí, son experimentos pequeños pero muy cachondos. El LHC roba toda la atención del CERN, pero hay un montón de grupos pequeños haciendo investigaciones muy fundamentales, que podrían generar grandes sorpresas. Imagínate si contrariamente a lo esperado resulta que un antiátomo de hidrógeno sube por la gravedad en lugar de caer!

P: Fantástico. Entonces: tener para una bomba de antimateria queda descartado, no?

G: Totalmente. Porque aún suponiendo que se pudiera confinar, si el CERN se hubiera dedicado a guardar antimateria durante sus 50 años de historia, como máximo habría generado unos pocos nanogramos. Para fabricar la bomba de Ángeles y Demonios se necesitaría como mínimo un gramo. Tardaríamos mil millones de años en reunir esa cantidad. No tiene ningún sentido.

P: Oye, y lo del PET (Tomografía de Emisión de Positrones)?

G: Exacto. En la vida real también hay antipartículas, y el caso más típico es el PET que encontramos en los hospitales, que utiliza antipartículas para diagnosticar el cáncer.

P: ¿Cómo se generan?

G: Con radioactividad. Hay elementos que son radioactivos por naturaleza y se desintegran siguiendo una reacción nuclear. El PET es eso; te inyectan una sustancia radioactiva que al desintegrarse emite un positrón. Ese positrón inmediatamente encuentra un electrón de tu cuerpo y se aniquila generando energía, fotones. Lo que detecta el aparato son esos fotones, y con ellos genera una imagen del interior de tu cuerpo.

P: Qué grande la antimateria… Gonzalo, eres un crack.

Estimulando eléctricamente mis neuronas

2009-11-10T02:56:17+01:00

Sí. Éste que veis en la foto soy yo participando en un experimento dirigido por Leonardo Cohen en los Institutos Nacionales de Salud de EEUU.

Mi misión es presionar suavemente esa especie de pinza metálica que tengo en mi mano derecha, y lograr que la bolita roja se vaya colocando entre los palos de colores que distinguís en la pantalla.

El dispositivo es tremendamente sensible, y me cuesta horrores controlar el movimiento de la dichosa pelotita.
La neurocientífica Heidi Schambra me dice que a base de entrenamiento, a los pocos días mi cerebro habrá aprendido a realizar la tarea con precisión y rapidez.

¿Y qué es lo que llevo en la cabeza? Pues una especie de placas conectadas a una batería enviando electricidad directamente al cortex de mi cerebro. ¿Por qué? Para averiguar si con esa ayuda transcraneal mi habilidad motora mejora más rápido.
“¿Es eso posible?” le pregunto escéptico a Heidi. “Claro! ahora estamos analizando otras áreas, pero con este mismo experimento ya demostramos que los voluntarios cuyo cortex motor primario se estimulaba eléctricamente, aprendían significativamente más rápido que el grupo control en el que no enchufábamos las placas”.
Éste es el artículo de PNAS donde el pasado febrero publicaron sus sorprendentes resultados.

Impresionante, no? Pues esperad, que todavía hay más.
Salimos del laboratorio y Leonardo Cohen me acompaña por los laberínticos pasillos del Building 10 del NIH, nos dirigimos a la parte del Medical Center, promete presentarme a un amigo suyo que investiga "enfermedades no diagnosticadas", bajamos a la primera planta, me conduce por una sección donde leo “Rehabilitation”, y me invita a entrar en una pequeña habitación oscura y silenciosa.

Allí, un paciente cuya habilidad motora se vio reducida tras sufrir un accidente cerebral está haciendo un ejercicio relativamente parecido que yo realicé minutos antes.
Con el movimiento de todo su brazo debe dirigir otra pelotita al lugar donde le indica la pantalla. Esta tarea le sirve para ejercitar sus neuronas y recuperar parte de su funcionalidad.
También lleva unas pilas enganchadas a su cabeza. Leonardo Cohen quiere ver si combinando rehabilitación con estimulación eléctrica transcraneal no invasiva, las terapias a personas víctimas de accidentes cerebrales son más eficientes.

Yo alucino, y sólo se me ocurre decir… ¡VIVA LA CIENCIA!

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PD: El próximo post, desde los bosques del país que abolió su ejército hace 60 años, y todavía no lo ha echado nunca en falta…

Segundo supermartes científico

2009-07-03T19:28:04+02:00

Científicos estadounidenses: ya no podéis quejaros, ahora a ponerse las pilas / La gente quiere más ciencia de la que los medios le dan / China lleva una década aumentando más de un 20% cada año su presupuesto de investigación / Las conferencias de 1 hora son el pasado / La apuesta por las renovables va muy en serio / ¿Quién va a pagar mi trabajo? / Hollywood divulga mejor que los científicos / En busca del trámite administrativo más inútil / fund raising por los perritos abandonados de DC

La filosofía con que nació este blog era la siguiente: había un tipo que tenía la suerte de ser pagado para disfrutar aprendiendo en un ambiente tan científicamente estimulante como el MIT y Harvard. Él quería compartir la información que acumulaba con cuanta más gente mejor, pero no disponía de tiempo para escribir artículos formales sobre las entrevistas, lecturas, investigaciones, conferencias y clases que a diario recibía. Podía optar por guardarlas esperando tiempos mejores, o desarrollar en profundidad sólo unas pocas. Al final decidió soltarlas de manera desenfadada y casi a tiempo real en forma de “Apuntes científicos desde el MIT”.
Hoy retoma ese espíritu, plasmando a horas intempestivas lo que ha dado de sí un día científicamente intenso.

8 AM: La primera cita del día es nada más y nada menos que con Alan Leshner , director ejecutivo de la AAAS y editor jefe de la revista Science, a quien he entrevistado en su despacho durante 90 minutos para un artículo sobre ciencia y Obama que estoy preparando. Podréis leerlo cuando se publique, pero avanzo un par de ideas: 1- La administración Obama está poniendo un dineral y el apoyo necesario para favorecer la investigación científica. A los científicos les toca dejar de quejarse y demostrar de lo que son capaces, ya que gobierno y ciudadanos les van a pedir resultados. Si se invierten 150 mil millones en 10 años para el desarrollo de fuentes de energía limpia, se esperan soluciones. 2- lo de la investigación básica no dirigida necesariamente a aplicaciones y a ver qué sale es un mito; Las grandes cantidades de dinero se ponen para resolver problemas concretos. 3- ahora más que nunca la ciencia se percibe como un motor económico en los países que serán avanzados en el futuro.

10 AM: En la National Academies of Sciences empieza una jornada sobre comunicación científica, que me servirá como preámbulo al congreso que la semana próxima atenderé en Londres (ya os contaré desde allí). En la primera sesión, el creador del ScienceDebate 2008 explicó que la iniciativa se originó porque hicieron encuestas para ver hasta qué punto la gente quería oír hablar de ciencia, y lo compararon con la presencia en los medios. Desproporción absoluta: la población quería más ciencia de la que los medios le ofrecían.
Don Hoyt, el editor de SEED Magazine , una de las mejores revistas sobre ciencia que existen, nos dijo que nació de un grupo de geeks apasionados por la ciencia con ganas de contar historias, y que logra sobrevivir gracias a inversores privados benevolentes.
Pero lo que más me impresionó fue el gráfico que mostraba como china llevaba una década aumentado su presupuesto de investigación más de un 20% cada año.
Una de las responsables del premio X-Prize que se ofrece a los equipos que logren objetivos científicos concretos, recordó que el primer X-Prize propuesto fue a quien lograra volar sin escalas desde Nueva York a París. Lo consiguió en 1927 Charles Lindbergh. Los científicos e ingenieros son quienes realmente transforman el mundo.
La productora de la mejor serie de conferencias del mundo -TED conferences - nos habló de las claves de su éxito. Olvidaros de las conferencias de una hora. 18 minutos son más que suficiente para transmitir tus principales ideas. Aburrir está prohibido. No pretendas enseñar, transmite emoción.

11:30 AM: Networking que genera una propuesta de trabajo de los que sí pagan, y conversaciones varias con gente de la NAS : Lo de las renovables y Obama va en serio. De verdad os lo digo/dicen: es por medioambiente, pero también para independizarse de una vez del petróleo y liderar la innovación del mercado energético del futuro. La equivalencia “inversión en investigación = desarrollo económico futuro” aquí la tienen asumidísima. No son los primeros por casualidad. Novedad respecto hace unos años: Ahora tienen miedo de dejar de serlo, ya que otros países también han comprendido esta equivalencia (no, no… no hablo de España… nosotros les ganaremos a fútbol mañana, y todos tan contentos)

12:30 PM: Conferencia (de una hora) de uno de los bloggers científicos más exitosos: Phil Plait de BadAstronomy . Bajo el sugerente título “información y desinformación a la velocidad de la luz” debatimos que un blog puede ser una herramienta utilísima o un distribuidor de falsedades sin control. Y que añadir el toque personal puede ser tanto una desvirtuación como un enorme valor añadido.
Por lo que cuenta Phil, me pregunto si en lugar de escribir este post al final del día debería haber twitteado en directo desde la conferencia. Y qué filántropo o espónsor pagará los buenos trabajos de periodismo científico en el futuro, porque está claro que ni los medios ni el público lo hará.

2:00PM: En la sesión Ciencia y Hollywood, el asesor de “Ley y orden” dijo que antes de un episodio determinado el 19% de seguidores de la serie sabían que el HPV estaba relacionado con el cáncer de cuello de útero, y una semana después de la emisión lo conocían el 83%. La televisión continúa siendo el medio poderosísimo.
Una viróloga asesora de Expediente-X mostró preocupación por la imagen que se da de los científicos en las películas: Sabemos que la ciencia puede utilizarse con fines positivos o negativos, pero en la vida real predominan abrumadoramente los primeros. En las películas, la proporción de científicos “malos y “buenos” se invierte.
Por otra parte, los directores están viendo que la ciencia vende mucho, y quieren aprender de ella. No estaría mal que los científicos intentaran aprender también de su capacidad de entretenimiento.

4:30 PM: Reunión en el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), por un proyecto de gobierno electrónico en el que estoy trabajando. Entre otras historias hablamos de la iniciativa ciudadana que lanzó el gobierno de México para encontrar “el trámite más engorroso e inútil ”. Una manera de buscar soluciones a los problemas identificados por los propios ciudadanos, y transmitidos a su gobierno. Parece divertido ¿cuál es el trámite administrativo más inútil que os viene a la cabeza?

7:00 PM: Evento para recolectar fondos para la protección de animales en Washington DC. Pobrecitas ardillas. Networking de otra tipología.
Nada de ciencia y a esa hora los científicos todavía están en sus laboratorios, pero Phil Plait de BadAstronomy me dijo que a veces es bueno poner detalles off-topic y dejar ver que en el fondo eres una persona normal.
No se…

2:00 AM: Cuelgo el post, cansado, pero encantado de poder asentar y compartir con vosotros estas ideas.
Voy a dar un merecido paseo por Dupont antes de que cierren el Jacks…

Fin de la aventura

2009-10-08T21:18:00+02:00

Amigos y Amigas,

Éste me resulta el post más difícil de los 154 que he escrito en el blog.
Tengo un nudo en la garganta. No encuentro las palabras con que agradeceros la compañía que me habéis brindado los últimos casi 18 meses. Simplemente os abrazaría a todos.
Compartir mis inquietudes científicas con vosotros se convirtió poco a poco en una experiencia mucho más personal que profesional. Supongo que por esto lo he disfrutado tanto.

Ahora El País ha decidido no continuar apostando por el blog, y llega el doloroso momento de la despedida. No voy a maquillarlo. Emprendo con ilusión nuevos proyectos, pero noto una sensación de pérdida terrible. Desconcertante.
Poder escribir libremente lo que a uno le apetece, y llegar a tanta gente y tan diversa, es un lujo. Agradezco sinceramente a El Pais la oportunidad de hacerlo, y sobre todo a vosotros el apoyo constante que me habéis transmitido en comentarios, mensajes y visitas. Nunca lo olvidaré.

Espero que nos reencontremos pronto. Bien sea aquí, o en otros espacios. Queda mucha ciencia por disfrutar.

Un sincero, fortísimo y emocionado abrazo,

p
e
r
e

Una mujer galáctica

2009-06-17T10:36:01+02:00

Cuando entré en el despacho de Vera Rubin en la Carnegie Institution de Washington DC, lo primero que vi fue una reproducción del diagrama que la convirtió en una de las astrónomas más reconocidas del siglo XX.
“¡Ésta es la fotografía de Andrómeda con la que usted descubrió la materia oscura del Universo!”, exclamé.
“No, no, no, no… yo no descubrí la materia oscura”, replicó. “Yo observé que las galaxias giraban de una manera totalmente inesperada según las leyes de Newton y Kepler. Esto se interpretó como la primera evidencia de que la materia oscura existía, y continúa siendo la hipótesis más factible, pero también podría ser que arrastráramos un error fundamental en las ecuaciones que utilizamos para describir el movimiento de los cuerpos celestes….”

Vera Rubin es una mujer encantadora. A sus 80 años continúa investigando a diario en una institución científica donde todo el mundo la venera, y sorprendiéndose de que alguien pueda mirar al cielo nocturno sin sentir deseo por conocer la estructura del Universo.

La materia oscura del Universo
Cuando a mediados de los años 60 Vera Rubin empezó a medir la velocidad de rotación de las estrellas de la galaxia Andrómeda observó algo muy extraño: las situadas en los extremos giraban casi a la misma velocidad que las más internas. ¡Esto no tenía sentido! Las zonas centrales de la galaxias tenían una densidad de materia muy superior, y según las leyes fundamentales de la astrofísica, allí las estrellas deberían rotar mucho más rápido.
Su primera reacción fue pensar que las mediciones estaban equivocadas, o que Andrómeda tenía un comportamiento anómalo. Sin embargo, cuando analizó otras galaxias espirales y vio que en todas ocurría lo mismo (la velocidad de rotación de las estrellas no disminuía a medida que se alejaban del centro), se dio cuenta que algo importante no encajaba...
La publicación en 1970 de sus inequívocos resultados agitó a toda la comunidad cosmológica: si las estrellas en el exterior de las galaxias giraban a la misma velocidad que las centrales... eso implicaba que debían estar rodeadas de la misma densidad de materia! Pero... ¿qué materia? Los astrónomos continuaban viendo que las zonas externas estaban más vacías...

En los años 30 Fritz Zwicky ya había postulado que el universo podía estar plagado de una materia oscura desconocida que afectara al movimiento de las galaxias, pero los datos de Rubin fueron la prueba experimental de su existencia. Lo sorprendente del caso es que no se podía tratar sólo de planetas, meteoritos, u otros cuerpos que permanecían ocultos a los telescopios porque no emitían luz; la cantidad de materia requerida para que las observaciones de Rubin encajaran con las leyes físicas era de tal magnitud, que debía estar constituida por algún tipo de partícula absolutamente desconocida.

Desde entonces el análisis de clusters de galaxias y fenómenos como las lentes gravitacionales han confirmado que el 21% del Universo está formado por un tipo de materia totalmente diferente a la que conocemos, y cuya naturaleza continúa siendo un misterio.

“Me extraña mucho que en 40 años los físicos de partículas no hayan averiguado ya qué es esta materia oscura. Me resulta muy, muy extraño”, dijo Vera Rubin. “Pero parece que están cerca de conseguirlo, ¿no?. Lisa Randall en Harvard me explicó que sobre la energía oscura van perdidísimos, pero que para la materia oscura ya tienen muchos candidatos, y probablemente con el LHC podrán comprobar si está constituida por neutrinos, WIMP’s… o cualquier otro tipo de partícula…”, contesté.
La ventaja de conversar con alguien que ha vivido la historia de la ciencia en primera persona es que te puede responder “Eso llevan diciéndolo desde hace 30 años. Precisamente a principios de los 80 asistí a un congreso en Harvard donde dijeron que en 5 años lo sabrían con total seguridad. Lo mismo oí varias veces en los 90, también en el 2000, y hace unos meses aquí en Washington DC. Y continúan igual de perdidos. Vale la pena que entiendan qué es la materia oscura pronto, porque algunos científicos ya empiezan a desconfiar de que realmente exista, y buscan otras explicaciones a los fenómenos que observamos.”

Ciencia en primera persona
Me cuesta horrores recortar las dos horas que pasamos charlando sobre cómo ha cambiado la astronomía en los últimos 100 años, sobre la probable construcción de telescopios en la luna, sobre su doctorado con Gamov, sobre exoplanetas, y sobre su convicción de que existen civilizaciones inteligentes esparcidas por el Universo. “Nuestra galaxia tiene 200 mil millones de estrella, y sabemos que existen como mínimo 200 mil millones de galaxias. No importa de cuantas maneras quieras combinar los elementos químicos. Me sorprendería muchísimo que no hubiera seres parecidos a nosotros, y muchos otros tipos de vida, en un Cosmos tan descomunal”.

Tampoco puedo dejar de comentar alguna de sus anécdotas como mujer científica. Cuando Vera Rubin empezaba su carrera, en el telescopio californiano de Mount Wilson sólo aceptaban hombres con la excusa de que no había baño para mujeres. Ella pedía hora en nombre de su marido, también científico, y utilizaba el telescopio como si nada. Se ve que un día colgó un recorte de papel con figura de mujer en la puerta del cuarto de baño y dijo “Mirad! Ya hay servicios de mujeres!”.
También explica que su primer contacto con la revista Nature fue enviarles una carta al director quejándose de una oferta laboral que decía textualmente “las mujeres igualmente cualificadas recibirán un 20% menos que los hombres”. No la publicaron.
No niega que el machismo en ciencia haya mejorado muchísimo, pero recuerda que al inicio de su carrera pensaba que una vez jubilados los científicos machistas de 70 años, la nueva generación de jóvenes que empezaban a trabajar con mujeres tendrían una actitud completamente diferente. Y no fue así en absoluto.

Hay personas que te inspiran, y Vera Rubin sin duda es una de ellas.
Supongo que a tod@s os ha ocurrido que cuando conocéis a alguien “especial”, sentís la necesidad de contárselo a aquellos de vuestros amig@s que sabrán apreciarlo. Para mi es un lujo poder compartir en este blog la satisfacción de haber estado con alguien que en su octava década de vida continúa apasionándose por el conocimiento científico y es capaz de decirte de un tirón “en la primera década del siglo XX descubrimos que el universo se expandía, en los años 20 que nuestro sol no era el centro de la vía láctea, en los 30 que había galaxias fuera de la nuestra propia, en la década de los 40 y 50 aprendimos a interpretar las ondas que nos llegaban del espacio, en los 60 descubrimos la radiación de fondo de microondas, en los 70 la materia oscura, en los 80 vimos que en el centro de cada galaxia había un agujero negro, en los 90 llegó la energía oscura y la expansión acelerada del Universo, y esta primera década del siglo XXI está siendo la explosión de los planetas extrasolares. Ha sido un gran siglo, y no hay ninguna razón para imaginar que esto vaya a parar…”

Un rhinovirus se ha instalado en mi nariz

2009-08-06T17:11:37+02:00

El lunes por la tarde cogí frío. Estaba sentado cerca de la puerta del bar-restaurante Vapiano y cada vez que alguien entraba me llegaba una bocanada de aire gélido.
Hoy me duele la garganta… ya está!, alguno de los más de 200 virus diferentes que pueden causar un resfriado común ha logrado vencer mis defensas y se está multiplicando en la parte más interna de mi nariz.
Seguro que me lo habrá pasado MJ , David, Lucie, o algún otro miembro del equipo del Genographic Project con quien estaba. Quizás fue el mismo Spencer Wells , que también andaba por ahí… Claro, con tantas presentaciones y apretones de manos, a la que alguien se hubiera cubierto un estornudo antes de saludarme, y yo después me hubiera tocado despistado la nariz o los lagrimales de los ojos… rhinovirus en mi cuerpo!

No está claro si el frío que entraba por la puerta influyó demasiado en la flojera del sistema inmunológico que permitió a mi virus acampar con éxito. Se dice que es un mito, y muchas de las investigaciones realizadas no establecen una relación directa entre la infección y las bajas temperaturas (si en cambio con el estrés), pero un estudio del centro para el resfriado común de la Universidad de Cardiff vio que estudiantes inoculados a los que ponían los pies en agua fría durante 20 minutos, se contagiaban el doble de los que los mantenían calentitos. Los científicos proponen que cuando el cuerpo siente frío hay zonas en las que disminuye el riego sanguíneo, como la nariz, y puede ser que el virus no encuentre tantas células de defensa oponiéndose a su invasión.

Da igual, ahora que la infección se ha establecido, ya no la puedo detener. Como mucho podría intentar controlar los síntomas mientras mi sistema inmunológico se encarga de crear más defensas y anticuerpos específicos para el virus concreto que me está incordiando, pero esto requiere varios días.

Lo curioso del caso es que los molestos síntomas que sufro y sufriré en breve no los causa la acción del pobre virus; él no pretende hacerme mucho daño para que pueda ir por ahí contagiando otra gente. Los efectos del “resfriado” en verdad los provoca mi sistema inmunológico mientras trata de vencerlo.
El rhinovirus (digo rhinovirus -en la foto- porque es el más común, pero podría ser un adenovirus, un coronavirus… o cualquiera de las 12 familias de virus diferentes que generan lo que entendemos por un constipado) se instaló inicialmente dentro de células en el fondo de mi nariz, justo por detrás del paladar. Ha tardado un par de días en reproducirse y escaparse por millones de cada una de ellas, por eso es ahora cuando empiezo a notar los primeros síntomas: un dolor de garganta inducido por las citoquinas que los glóbulos blancos de mi sistema inmunológico están enviando para avisar que en esa zona se está produciendo una infección. Estas molestas señales de alerta se dedican a inflamar la parte superior de mi garganta y a estimular los nervios sensitivos; la clásica irritación que notamos los primeros días del catarro.

De momento todavía no me duele la cabeza, pero pronto otra citoquina llamada interferón irá a mi cerebro y hará que me sienta fatigado, espeso, pierda apetito, me duelan los músculos, y quizás me suba la fiebre. Ella pretende que descanse, que guarde energía y colabore en el proceso de recuperación, pero yo si puedo me tomaré algún sobrecito para neutralizar su efecto y hacer vida normal. Aunque quizás sea contraproducente...

Tampoco tardaré mucho en empezar a moquear. La inflamación se trasladará a zonas más centrales de la nariz, y allí los vasos sanguíneos empezarán a dilatarse y supurar agua para tratar de expulsar el máximo de virus posibles. Con el agua también eliminaré los restos del combate, glóbulos blancos destrozados que espesarán el líquido y le darán esa consistencia mucosa y color verdoso.

Para intentar que la congestión no bloquee completamente mi nariz, unos nervios del sistema nerviosos autónomo harán que las venas de cada agujero de mi nariz se vayan dilatando alternativamente cada 3 minutos aproximadamente. Los conductos lagrimales también se inflamarán y harán que me duela la parte de arriba de la nariz y mis ojos esté irritados. Si la inflamación alcanza partes profundas de la laringe, empezaré a toser para evitar que el moco llegue hasta los bronquios.

Espero poder evitarlo, pero en el tratamiento no me meto, porque para eso están los médicos y la sabiduría popular. Además, como de costumbre he encontrado versiones bastante diferentes en las fuentes consultadas, y tras leer que la revisión científica más actual sobre el tema concluye que la vitamina C no previene ni mejora demasiado la evolución de los resfriados, ya me he desesperado…

Las caras de la neurociencia

2008-12-06T22:37:57+01:00

Si se trata de convertirse en un explorador científico, las sesiones de pósters de los congresos científicos son una oportunidad ideal.
Centenares de investigadores cuelgan los resúmenes de sus trabajos en un plafón y durante varias horas atienden gustosos a todo aquél que quiera preguntarles algo sobre ellos.
La mayoría de estudios todavía no están publicados en revistas de referencia y no han pasado ese proceso de peer review que les acredita como un trabajo relevante. Hasta esa revisión de expertos previa a la publicación, la “verdad” científica no está otorgada y en principio no debes fiarte a ciegas de los resultados que se presenten, pero pasearte entre los más de 10.000 pósters que se expusieron durante el congreso de neurociencia de Washington DC, ir leyendo títulos aleatoriamente, y poder preguntar sobre aquello que más te llame la atención, para el freak científico es como el buffet libre de un hotel de lujo. A comer hasta que el cerebro no de más de sí.
En este post recogeré algunas conversaciones y os intentaré transmitir la sensación que puede producir inmiscuirse sin objetivo definido entre tal concentración de conocimiento.

La primera parada significativa fue ante un poster asegurando que el amor romántico intenso puede durar toda la vida, no tiene porqué decaer o cambiar a medida que la relación va cumpliendo años.
Bianca Acevedo de la State University en New York realizó fMRI de parejas que decían llevar enamoradas más de 20 años, y comprobó que al ver fotografías de sus compañer@s se activaban las mismas áreas cerebrales que otras parejas que acababan de enamorarse. Además, en las relaciones largas se apreciaba mayor actividad en zonas relacionadas con los lazos afectivos, y un descenso en circuitos relacionados con la obsesión. El trabajo de Bianca y Helen Fisher dice ser la primera evidencia fisiológica de que el enamoramiento puede mantenerse intacto mucho más tiempo de lo que se creía.

Continuando la expedición me encuentro a Leonardo Tonelli, psiquiatra de la Universidad de Maryland investigando la relación entre las alergias y la ansiedad. “¿cómo un efecto indirecto del malestar?” pregunté grabador de voz en mano.
Leo respondió “no, no… es un efecto primario; durante las alergias hay una reacción inflamatoria específica que nosotros pensamos que induce ansiedad. Cuando sufres una infección tu sistema inmunológico secreta citoquinas, moléculas que actúan en el cerebro y producen cambios de estados de ánimo, letargo, malestar… Esto ya está demostrado. La alergia es diferente, pero pensamos que las citoquinas específicas de la alergia actúan en una zona concreta de la corteza prefrontal del cerebro, muy próxima a la inflamación de las vías nasales, y contribuyen a la aparición de ansiedad patológica en personas susceptibles.”

Hiuyan Lau diseñó un test para comprobar si una siesta durante el día mejoraba la memoria y la capacidad de relacionar conceptos. Mostró caracteres ortográficos chinos a estudiantes de habla inglesa, y envió a la mitad de ellos a echar una siesta. Los que habían dormido recordaban mejor el significado de los caracteres, pero además, cuando se les mostraban nuevos grafismos formados por la combinación de los caracteres que ya conocían, eran capaces de intuir mucho mejor qué nueva palabra codificaban.
Según los resultados de su estudio, una siesta no sólo es efectiva para guardar memorias, sino también para reorganizarlas y extraer conceptos generales a partir de ellas.

Mi cerebro pedía estimulantes y fui a tomar un café con el canadiense Simon Overduin, amigo y excompañero del MIT . Ya puestos le pides que te explique de una vez qué intenta descubrir en su laboratorio, y te cuenta que analiza las diferencias de la actividad cerebral de las personas cuando hablan en voz alta con alguien, o cuando hablan para sí mismos sin pronunciar sonido alguno. Quiere ver si sólo hay diferencias en zonas motoras. Su verdadero interés está en el estudio de la conciencia, y en saber qué tiene en común esa voz profunda dentro de su cabeza, con lo que el cerebro planea expresar de manera audible. Todo es lenguaje, pero ¿procesa diferente el cerebro lo que piensa para él, de lo que planea decir a los demás?

Victoria Puig se negó a explicarme en sólo 4 frases todas sus técnicas, objetivos y estudios con macacos intentando averiguar cómo se procesan pensamientos complejos a nivel neuronal.
Pero a cambio fue quien me sugirió que prestara mucha atención a los temas de manipulación de neuronas con luz óptica y a los circuitos cerebrales. Y para colmo se ofreció a explicarnos más adelante sus investigaciones si le cedemos más espacio.
Como no Vicky! Un post entero te está esperando... ☺

Caracterizar circuitos cerebrales es precisamente para lo que quiere utilizar James Marshel la nueva técnica que ha desarrollado en la Universidad de California. Fui a verle atraído por el tumulto de gente que rodeaba su poster. En lugar de machete utilicé mi pase de prensa para abrirme camino entre la selva de científicos. Valió la pena. Me explicño que el cerebro está compuesto de centenares de tipos de neuronas diferentes, y que se conectan entre ellas formando circuitos con patrones de actividad específicos.
Él quiere marcar tipos celulares concretos para caracterizar la red neuronal que forman, y ver cómo esta conectividad se relaciona con una función determinada. Para eso utiliza un virus de conejo con el que introduce en las neuronas genes que codifican una proteína fluorescente. Así puede rastrear in vivo el funcionamiento sólo de un tipo celular específico.

Confieso que inicialmente presté atención al poster de Hao Huang por la expresión tan sonriente de su cara. Luego quedé noqueado tras leer el título de su trabajo “Bombesin-related neuropeptides excite hypothalamic melanin-concentrating hormone neuronsBombesin-related neuropeptides excite hypothalamic melanin-concentrating hormone neurons”… Uff!
Le dije: “Oye, yo no soy científico, ¿qué es la bombessin?”. Cambio de cara, máxima apertura posible de ojos, gotita de sudor por la frente… y explicación. Creí entender que la bombessin era una proteína que primero se descubrió en ranas, y luego se vio que jugaba un papel importante en el metabolismo de mamíferos. Se cree que está implicada en la regulación del impulso hacia la comida. Me explicó su investigación con los receptores de bombessin y los mecanismos por los que actúan en unas neuronas determinadas, pero la gotita empezó a caer por mi frente y no me atrevo a transcribir mucho más… Además, como su trabajo todavía no estaba publicado me pidió que no os explicara los detalles, y que en la foto no saliera el póster, no sea que alguno de vosotros le plagiéis la investigación antes que tenga tiempo de enviarla a una revista científica.

A Manuel Castellano lo conocía del interesantísimo tour que me ofreció hace unos meses por su laboratorio en la Rockefeller University de NY, donde estudia cómo las células ciliadas del oído son capaces de transformar un estímulo físico en una señal nerviosa. Es impresionante.
Manolo quiere entender porqué si estás en una fiesta ruidosa con alguien que habla muy bajito al principio no te enteras de nada, pero al rato entiendes perfectamente lo que te está diciendo. Eso ocurre porque las neuronas que van del cerebro al oído son capaces de ordenarle a las células ciliadas qué debe oír, y qué no debe oír tu cerebro; "afinan" el oído para percibir la voz de esa persona sin hacerle caso al resto de los sonidos que se producen a su alrededor. Se llama el efecto Cocktail Party.
Cuando le pregunté de manera más general por el congreso, también me dijo: “channelrhodopsin y halorhodopsin! ”, y añadió que un congreso así era más provechoso científicamente para alguien como yo que para los propios investigadores. Para ellos, lo fundamental de este evento es el networking y entablar relación directa con las personas que trabajan en tu campo.

Susheel Vijayraghavan del NIH me contó algo parecido. “Yo trabajo en el efecto de las monoaminas en el aprendizaje y la memoria, pero esto no es interesante. Disfruta del espíritu festivo de este carnaval de la neurociencia!. El congreso te da una visión holística muy buena de lo que está pasando en el campo. Este año lo que más me ha impresionado son las nuevas herramientas de investigación que permiten activar y desactivar neuronas para seguir sus circuitos. Estos grandes saltos en fisiología cerebral me dan la esperanza de que en el futuro podamos abordar algunas cuestiones por ahora intratables. Oye, te doy un toque el fin de semana, ok?”

La canadiense Mayte Parada de la Concordia University en Montreal se dedica a estimular manualmente el clítoris de las ratas (una técnica llamada CLS), y luego matarlas de golpe para extraerles sus cerebros y mirar qué zonas se tiñen por presencia de la proteína FOS, una indicación del área que estaba más activa en sus últimos instantes de vida. Mayte ha observado que cuando aplicaba una estimulación cada 5 segundos durante un minuto, la reacción cerebral era ligeramente diferente a cuando se estimulaban una vez por segundo.
Mayte me aseguró que todavía no se entienden bien los mecanismos fisiológicos del placer sexual femenino, y que muchas mujeres que no logran excitarse se frustran cuando quizás existe alguna disfunción física encubierta que podría ser tratada.

Y ya fuera de la sesión de pósters me cité con el crack valenciano Jose Carmena, con quien había contactado gracias a un comentario recibido en este post .
Hace 5 años, cuando hacía su postdoctorado en Duke, Jose ya consiguió que un mono moviera un brazo robótico a distancia, leyendo e interpretando la actividad de las áreas motoras del cerebro del mono cuando pensaba en mover su propio brazo.
Uno de los aspectos que faltan por solucionar de este control mental de neuroprótesis es que los mapas neuronales implicados no son del todo estables y necesitan ajustes diarios.
Ahora Jose Carmena dirige su propio laboratorio de Brain-Machine-Interfaces en la Universidad de Berkeley, donde investiga para entender mejor la representación neuronal de los movimientos y encontrar señales que se mantengan estables en el tiempo. En su comunicación del congreso anunció que dos de sus macacos habían consolidado la habilidad prostética motora durante varios días. Oiréis hablar más de sus investigaciones, no sólo en este blog.
Conocer a Jose y terminar cenando pescado con él y otros neurocientíficos en "El Sol de España" fue un inmejorable colofón a 5 días inmerso en el apasionante estudio del cerebro.
Ahora toca mover nuestras neuronas hacia la exploración de nuevos parajes científicos.

Neurociencia del picor, la visión, y la identidad sexual

2009-08-22T01:58:03+02:00

Esta vez hice lo contrario de lo me había recomendado todo el mundo. Y me ha ido la mar de bien.
(Estoy atendiendo al congreso de Neurociencia que se celebra en Washington DC, uno de los mayores del mundo, y en el que durante 5 días se gastarán 110.000 chinchetas para colgar posters científicos)
Tanto mis colegas científicos como periodistas me dijeron: “concéntrate sólo en lo que te interese. Pasa de lo demás o terminarás loco. No intentes abarcar demasiado, escoge unas pocas presentaciones y no te disperses”.
Parecía un buen consejo, pero luego pensé… si realmente me interesa un área determinada, puedo buscar información por mi cuenta y leerme los artículos científicos otro día con toda la calma del mundo. Además, ya ningún científico espera a los congresos para anunciar un descubrimiento revolucionario. Al contrario, si tiene indicios de algo muy prometedor, se lo calla hasta publicarlo para que ninguno de los asistentes “se lo pise”.
En cambio, un congreso como éste es ideal para explorar en lo desconocido, para abrir tu mente a nuevas temáticas que ni siquiera habías contemplado, y para revisar el programa sin un interés predeterminado dejándote fluir libremente por donde tu inquietud intelectual te conduzca.
El título de un mini simposio me recordó el excelente consejo que Boyce, nuestro estimado director de Knight Fellowship , nos dio al empezar la aventura en el MIT: “Explorad aquello que todavía no sabéis que os interesa. Buscad nuevos estímulos. ¡Rascad donde no os pique!”

Neurociencia del picor
A primera lectura este título puede parecer sólo una curiosidad más, pero esconde el nacimiento de una línea entera de investigación.
Me explico: hasta el momento los científicos trataban al picor como si fuera un dolor atenuado. Pensaban que la sensación de escozor se transmitía por los mismos circuitos nerviosos y se reproducía en las mismas áreas del cerebro que las señales del dolor. Sin embargo, varios descubrimientos han demostrado que el picor tiene sus mecanismos específicos. ¿Superfluo? No para los miles de pacientes que sufren picor crónico, para aquellos casos en que los antihistamínicos no son efectivos, y sobretodo para algunos tratamientos contra el dolor que causaban molestos picores como efectos secundarios, y que hasta ahora se consideraban inevitables.
Según Ethan Lerner, moderador del simposio especial sobre picor en el congreso de neurociencia, “el picor es el síntoma más común que tratan los dermatólogos".

“El picor es algo que ocurre en tu cerebro, no en tu piel” dijo el investigador Clemens Foster.
El contacto con una sustancia alergénica, o la picadura de un mosquito, hace que segregues histamina y una señal nerviosa viaje hacia tu espina dorsal, llegue al tálamo, se distribuya por otras áreas del cerebro, y aparezca una sensación de picor acompañada de enrojecimiento, hinchazón, y deseo de rascarse.
Dos cosas matizan los científicos: 1- este es el modelo clásico que puede tratarse con anti-histamínicos, pero hay otro tipo de picor no relacionado con la histamina para el que no existen tratamientos efectivos, y para las personas afectadas resulta un problema devastador. 2- Al contrario de lo que se pensaba hasta el momento, el picor no es un dolor atenuado, ni sigue sus mismos circuitos. Zhou-Feng Chen de la Washington University in Sant Louis ha descubierto el primer gen relacionado específicamente con el picor. Los ratones mutantes que Zhou-Feng Chen creó sin el gen del receptor GRPR reaccionaban de manera normal al dolor, pero no sentían escozor, algo muy relevante para ciertos tratamientos con morfina que generan intensos picores como efecto secundario. Chen también inyectó un inhibidor del GRPR en ratones que recibían morfina, y comprobó el picor desaparecía sin que el tratamiento contra el dolor perdiera eficiencia. Este inhibidor del GRPR podría terminar generando un fármaco contra el picor.

Lo interesante del caso es también ver cómo está naciendo una nueva disciplina, y las herramientas que se desarrollan para poder investigarla. Robert LaMotte dijo “el picor está donde el dolor estaba en los años 60”, y presentó un modelo de ratón de laboratorio con el que se distingue perfectamente si está sufriendo picor o dolor. Por su parte Matthias Ringkamp utiliza una planta llamada Cowhage para reproducir los picores no inducidos por la histamina, y así comprobar que involucran a fibras nerviosas diferentes.

Siento decepcionaros tras semejante rollo, pero los principales expertos en picor no supieron responder a la pregunta de por qué rascarnos alivia temporalmente el escozor, ni porqué no podemos dejar de hacerlo. Sugirieron que una señal dolorosa sobre la zona podría silenciar los circuitos del picor, pero “continua siendo un misterio” confesó Zhou Feng-Chen.

Devolver la visión con terapia génica
Éste es uno de los anuncios que más me ha impactado. Mi impresión era que la terapia génica tuvo un boom hace varios años, pero debido a problemas y dificultades metodológicas estaba perdiendo interés.
La idea es reparar genes defectuosos en las zonas concretas del cuerpo que sea necesario, utilizando un promotor que los introduzca copias correctas en las células y las inserte en el lugar correcto de la cadena de ADN.
“La terapia génica es conceptualmente muy sencilla, pero muy difícil de realizar”, dijo Paul Sieving, director del Instituto Nacional del Ojo del NIH.

Pues bien, este mismo año un estudio clínico con terapia génica ha logrado mejorar la visión de tres adolescentes que sufrían un tipo ceguera causada por la mutación del gen RPE65, que codifica un enzima necesario para metabolizar la vitamina A. Los investigadores inyectaron directamente la versión correcta del gen RPE65 por debajo de su retina de los pacientes.“Representa uno de los grandes avances en medicina, y vuelve a poner a la terapia génica de actualidad”, añadió Sieving.
Dejadme añadir a mi que en el congreso casi todo son avances muy prometedores en ratitas, por lo que esta noticia me resultó más notoria.

El olor del amor
Quien primero abordó este asunto fue Hiroaki Matsunami de la Duke University, al presentar sus estudios sobre la Androstenona, un esteroide sexual que se segrega en la saliva y el sudor, pero que curiosamente no la pueden oler el 30% de las personas.
La mitad del 70% restante lo percibe como un olor agradable (en los tests la asocian a palabras como dulce, floral, vainilla…), mientras que para la otra mitad resulta molesta (la relacionan con sucia, sudor, orina…). Matsunami ha demostrado que esta diversidad está relacionado con las variantes de un gen que codifica al receptor olfativo OR7D4. Si tienes la variante “RT” del gen, olerás la androstenona sin problema y te resultará desagradable. Si tienes la variante “WM”, es más probable que no la huelas, pero si lo haces te resultará placentera.

Algunos científicos han sugerido que la androstenona actúa como una feromona (moléculas que percibe el olfato y regulan el apetito sexual), pero la responsabilidad que tienen en la conducta sexual humana está en entredicho. No en cambio en otros animales, y aquí llegó el turno de la investigadora de Harvard Catherine Dulac, experta en feromonas y en la acción del órgano vomeronasal (la zona del cerebro encargada de regular la percepción de las feromonas). Dulac presentó en una conferencia plenaria sus impactantes resultados :
Cuando inactivó el sistema olfativo de ratones macho, estos no se apareaban.
Cuando inactivó el órgano vomeronasal, se intentaban aparear sin distinguir entre hembras o machos. Pero además, y esto fue lo más sorprendente, empezaban a tener comportamientos femeninos: Dulac nos mostró un video en el que ratones machos primero construían un nido, y luego cogían cuidadosamente a sus crías para meterlas en él. Está bien documentado que este tipo de conducta maternal es exclusiva de las ratones hembras.
Cuando inactivó el órgano vomeronasal de las hembras, estas también dejaban de distinguir entre machos o hembras, y sin que todavía haya una explicación clara, aumentaba de manera considerable su apetito sexual y también realizaban comportamientos masculinos muy intensos. Es una lástima que no os pueda enseñar el video que Dulac nos mostró, en el que una hembra intentaba aparearse desesperadamente con un macho apoyando las patas en la espalda de su compañero, y realizando unos característicos movimientos repetitivos con la pelvis.
Más allá de la curiosidad, el trabajo de Catherine Dulac es relevante porque concluye que los cerebros no están diferenciados por sexos. Existen circuitos específicos de comportamientos masculinos y de comportamientos femeninos, pero ambos están presentes tanto en machos como hembras y simplemente el entorno puede activar unos u otros.
Dulac sugiere que esto tiene mucho sentido evolutivo, porque en ciertos momentos podría ser positivo que un mamífero adoptara actitudes propias del otro sexo.
Debo añadir que al salir de la conferencia dos neurocientíficos españoles que habían leído este blog me advirtieron cautelosos que se trataba de un trabajo controvertido, y que de ninguna manera se podía extrapolar a humanos.
Les contesté que estaba claro, pero que entonces Dulac no debería haber mostrado subliminalmente una foto de tres hombres con un bebé en brazos…

Quizás si habéis aguantado a leer un post como éste os pase lo mismo que a mi atendiendo con actitud de explorador a un congreso cuyo "resumen" para prensa de "hot topics" es de 593 páginas; que en lugar de cerrar interrogantes se os abran de nuevos. Mea culpa, pero en el fondo no me parece nada tan pernicioso… :)