Apuntes científicos desde el MIT

A principios de abril asistí a una mesa redonda titulada “Debería ser reconsiderada la ley criminal en vista a los avances de la neurociencia? ”. Se trataba de discutir hasta qué punto los recientes descubrimientos sobre las bases biológicas de nuestro comportamiento deben influir en nuestra idea de responsabilidad criminal, la forma como castigamos a los delincuentes, y llegar a identificar personas con predisposición a actos violentos. Una de las conclusiones fue “de momento no”, pero en un extremo del espectro estaba Joshua Greene , profesor de psicología en Harvard, cuya perspectiva mecanicista del cerebro me asustó un poco. Venía a decir que nuestro comportamiento está determinado por cómo tenemos cableado el cerebro, y que en el futuro seremos capaces de entender perfectamente todos los factores que influyen en nuestras acciones, e incluso predecirlas.
Su visión me sugirió un nuevo término; además del neuromarketing, neuroeconomía, neurofilosofía, neuroética, neurolaw, neuroteologia… neurotodo, parece que algunos científicos han creado el campo de la neuroarrogancia! No me malinterpretéis, no estoy diciendo que en nuestro comportamiento no sea producto exclusivo de nuestro cerebro, ni que no estemos en una época apasionante en el estudio científico de la mente, pero para hacer plausibles las asunciones de Greene había dos requerimientos básicos que me incomodaban: 1- Algún día podremos llegar a entender perfectamente el cerebro y la conducta humana. 2- Nuestras acciones están determinadas; tenemos mucha menos capacidad de decisión y libre albedrío de lo que nos creemos.
Le pedí a Joshua Greene una entrevista para debatir estos dos puntos. La semana pasada me reuní con él en su despacho de Harvard, con una grabadora de voz y 2 preguntas muy claras. Os las transcribo junto a sus respuestas.

Neurociencia y Ley (fragmento de la entrevista a Joshua Green)
Pere:
Vuestro panel me recordó una situación que podría haber sido vivida hace 60 años, cuando los meteorólogos estaban entusiasmados con la llegada de los primeros ordenadores. Ellos sabían que el clima es un sistema físico regido por las leyes de Newton. Creían que conociendo cada vez mejor los parámetros que lo regulaban, encontrando modelos más ajustados, y aprovechando el inmenso poder de cálculo de las computadoras, sin duda en el futuro se llegaría a predecir el tiempo atmosférico con total exactitud. Luego descubrieron la teoría del Caos, y que el clima era un sistema tan complejo que nunca se podría llegar a predecir con absoluta fiabilidad. ¿No crees que podría ser una situación análoga al boom de la neurociencia actual? ¿que el cerebro y el comportamiento humano son tan complejos que nunca llegaremos a entenderlos por completo, y mucho menos predecirlo?

Greene:
Aquí hay dos temas a considerar: ¿Es el comportamiento humano puramente mecánico? Esta es la pregunta más importante filosóficamente. Y luego: ¿Se puede utilizar una aproximación mecanicista para predecirlo?
Ahora sabemos que en efecto se trata de un sistema mecánico, la duda es si seremos capaces de comprenderlo y predecirlo. Efectivamente podría tratarse de un sistema determinista pero caótico. Sin embargo yo soy más optimista respecto al cerebro que a la meteorología, porque el cerebro es un órgano funcional, diseñado para producir reacciones a partir de estímulos (outputs from inputs). Puede que a nivel de neuronas, sinapsis… haya elementos caóticos, pero a un nivel superior, de comportamiento, tiene que estar organizado, ya que evolucionó para realizar funciones concretas. Por eso no creo que vaya a ser tan caótico que nunca seamos capaces de hacer buenas predicciones.

Pere:
Respecto a la libertad de decidir (free will): Imagínate que alguien tenga una relación de pareja, y en un momento determinado tiene la posibilidad de ser infliel con una persona muy atractiva. ¿Me estás diciendo que nuestro comportamiento está predeterminado, y que en el fondo no decidimos libremente? ¿Y que por tanto no deberíamos ser penalizados?

Greene:
Depende de lo que entiendas por libre albedrío (free will). Está claro que hay una diferencia entre tú y una rana hambrienta. Tú tienes una capacidad reflexiva que la rana no posee. Si tu piensas en el libre albedrío como la habilidad de reflejar valores, tener deseos de segundo orden, escoger, tener control cognitivo… de acuerdo, tiene sentido desde la perspectiva de personas individuales, que efectivamente pueden controlar impulsos.
Pero cuando nos referimos a las leyes y las penas que ejercemos, aparece en escena un nuevo concepto de free will. Imagínate alguien con un problema genético y que haya crecido en un entorno que también le conduzca a realizar actos criminales. Malos genes y malas experiencias pueden predisponer su mente a tener menos autocontrol. De alguna manera todos tenemos la sensación de que esa persona no es completamente libre. Y esa persona no escogió sus genes, ni su entorno… por tanto (pero esto es muy controvertido…) alguien puede pensar que no es del todo responsable de sus actos.
Podemos creer que si llegáramos a entender cualquier aspecto de la información biológica y ambiental de nuestro comportamiento, no encontraríamos nada de libertad en él. Y plantearte el free will en estos términos, sin duda genera dudas en la forma como castigamos a los criminales.
Simplificando mucho, hay dos motivos por los que penalizamos a los delincuentes: porque lo merecen, y para que no vuelvan a hacerlo. El primer caso es el que se ve afectado cuando pensamos sobre la conducta humana en términos mecanicistas. Imagínate un tigre que mata a un niño y atemoriza a una aldea. Puedes capturarlo y sacrificarlo por peligroso, para que no cause más daño, pero no porque lo merezca. No pensamos que el tigre haya escogido, que sea culpable. En ciertos casos, un planteamiento consecuencialista es coherente para minimizar daños en el futuro, pero la pena como retribución, devolver el daño que has causado, pierde sentido. Es un planteamiento utilitario.

Pere:
Este planteamiento utilitario me acaba de recordar la película futurista Minority Report, en la que conociendo perfectamente la conducta humana se puede predecir si cometerás un acto violento. Entonces te pueden detener incluso antes de haberlo cometido. En tus planteamientos, parece que hay lugar para esta detección precoz de futuros criminales.

Greene:
Debemos partir de una enorme presunción de inocencia, no hay duda. Pero identificar personas de riesgo tendría enormes beneficios. No para penalizarlos previamente, claro, pero sí para tomar algunas medidas. Supón un caso extremo: alguien con un gen que le predispone claramente, con un 99.99% de los casos, a trastocarse y convertirse en un psicópata o asesino en serie. Sería de locos no hacer algo al respecto. El problema está en lo fiable que pueda ser este proceso. Pero yo lo miro con lentes utilitarias. Si en el futuro la capacidad de predecir es suficientemente certera, yo en principio estoy a favor de aplicarla. Para muchos casos puede ser inservible, pero me imagino algo como la pedofilia, que es muy específica y parece que podría ser relativamente fácil identificar personas susceptibles… quizás con técnicas de neuroimagen…
Debemos ser cautos, desde luego, pero yo sí veo casos especiales en los que detectar previamente tendencias delictivas.

Vaya tema para ser tratado en un blog… hay muchísimos matices que quedan fuera, pero de nuevo pretendía ofreceros una primera lectura de los aspectos básicos que se están debatiendo. Dejadme recalcar que Joshua Green no se mostró arrogante en absoluto. Al contrario, me pareció un tipo genial, y consciente tanto de las posibilidades como de las limitaciones de la neurociencia.
Insisto también insisto en que nadie vislumbra este tipo de aplicaciones por el momento. En el fondo, porque el caso del gen con el 99.99% parece engañoso. Algo quizás más realista sería que algún día te dijeran: con un análisis genético, imágenes de tu cerebro en fMRI, y evaluación psicológica, concluimos que tu predisposición a la pedofilia es del 34%. Mis dudas iniciales continúan irresueltas: 1-¿seremos capaces algún día de dar una cifra así? 2-¿podrá esa persona controlar “libremente” esa predisposición?
Pero ahora añado un par más: 3- ¿es menos responsable esa persona que otra con una predisposición del 8%? 4- ¿A partir de qué % alguien decidirá que se tienen que tomar medidas preventivas?

Descubrir un nuevo planeta extrasolar ya no es noticia. Fue un gran hito en 1995, cuando se descubrió el primero, pero ahora que ya se conocen unos 300 dando vueltas alrededor de estrellas lejanas, ¿Qué es lo realmente relevante en este campo? ¿Cuál es el contexto de las investigaciones?
La semana pasada leí la noticia publicada en nature sobre el descubrimiento de metano en un planeta extrasolar, y me di cuenta que no sabía muy bien cómo ubicar este estudio: ¿era un gran hallazgo o no? ¿Y si lo era… por qué?
En ciencia, cuando una disciplina avanza muy rápido, es difícil seguirle la pista y mantener una idea clara del contexto global en el que se enmarcan las píldoras que nos llegan por los medios de comunicación.
El estudio de exoplanetas es algo tan nuevo, que es fácil perderse. Por eso contacté con Joshua Winn , el principal experto del MIT en el estudio de planetas extrasolares. Ya nos había impartido un seminario meses antes, donde insistió en que nos atendería encantado si teníamos dudas. Comprobé que lo decía en serio. El café que tomamos duró 2 horas, y sus explicaciones me resultaron tan útiles para adquirir una visión global del tema, que intentaré transmitiros los puntos más destacados de nuestra conversación.

¿Es nuestro sistema solar extraño?
Los dos grandes objetivos son: entender cómo se forman los sistemas solares, y encontrar pistas en atmósferas lejanas que indiquen existencia de vida. Empecemos por el primero.
A partir del único ejemplo de sistema solar que teníamos (el nuestro) se construyó la siguiente teoría: Grandes cantidades de materia se acumularon formando un disco giratorio alrededor del sol. En él las partículas se iban agrupando creando estructuras más grandes. El disco se aceleraba, se producían grandes colisiones y algunas de estas estructuras adquirían una masa crítica que les permitía atraer todavía más materia, hasta acabar convirtiéndose en planetas. Esta explicación concuerda muy bien con el hecho de que los planetas pequeños y rocosos estén cercanos a la estrella, y los gigantes gaseosos estén lejanos. Así es nuestro sistema solar; no problem.
Pero sorpresa!
A medida que se han ido descubriendo planetas, un par de detalles no encajan del todo: Hay una gran cantidad de planetas gaseosos (estilo Júpiter) en posiciones muy muy cercanas a su estrella; demasiado cercanas según la teoría del disco giratorio. Y además, se han observado órbitas exageradamente elípticas.
Comparado co lo que estamos observando, parece como si nuestro sistema solar fuera atípico... ¿Habríamos construido una teoría que explicaba una excepción?
No del todo. Según Josh la teoría básica del disco giratorio es correcta, pero debe haber otros procesos que acerquen los planetas grandes a las estrellas, y que no se habían tenido en cuenta. Él está estudiando posibles colisiones durante la formación de los sistemas solares que, como si fueran canicas, moverían a los planetas de sitio. La “anormalidad” de nuestro sistema solar se debería a que no sufrió estos efectos “extra” a lo largo de su historia.
Para Josh estos nuevos ejemplos de sistemas solares representan una herramienta fantástica para entender mejor la formación planetaria.

¿Alguno de estos planetas alberga vida?
Esta es la segunda gran pregunta que se quiere responder. Para ello los astrofísicos analizan la atmósfera de los planetas. La idea es simple: buscar biomarcadores, elementos que no puedan haberse originado en un mundo inerte. Si en una atmósfera se descubre oxígeno, por ejemplo, indicará que allí hay algo que lo está generando. Se trata de encontrar moléculas “extrañas” en la atmósfera que nos indiquen que allí hay algún tipo de metabolismo.
Pero esto no pasará dentro de poco. De momento los planetas que se han descubierto son gigantes gaseosos como Júpiter, y se encuentran demasiado cercanos a su estrella como para poder albergar una vida parecida a la que conocemos. Para encontrar planetas más pequeños, y en órbitas más grandes, los telescopios y métodos de observación deben mejorar un poco.
En el camino de la búsqueda de vida, el primer gran paso (y que sí merecerá estar en las portadas de los periódicos) será encontrar un planeta rocoso menor a 10 veces la masa de la Tierra, y situado en la “zona habitable" (suficientemente apartado de la estrella como para tener agua líquida). A los científicos no les gusta especular, pero Josh pronostica que el primer planeta de estas características se podría descubrir en unos 5-10 años. El siguiente paso será intentar analizar con detalle su atmósfera. Esto requerirá bastante más tiempo, con lo que el descubrimiento de vida extraterrestre no está a la vuelta de la esquina.

¿Cómo XXXX se puede detectar un planeta tan lejano?
A mí esto me fascina más que los propios descubrimientos.
Vemos fácilmente las estrellas porque emiten luz, pero un planeta es un cuerpo opaco, oscuro, aparentemente invisible para cualquier telescopio. ¿Cómo podemos ver un planeta? La clave está en detectarlos de forma indirecta, midiendo los efectos que ejercen sobre la estrella que orbitan.
La principal herramienta es el efecto doppler: Cuando un planeta da vueltas a una estrella, ejerce una fuerza de gravedad que la hace oscilar levemente. Es decir, a veces se acerca un poquito a nosotros y a veces se aleja. Es un efecto tremendamente sutil, pero se puede descubrir analizando el espectro de la luz que recibimos.
Otra metodología utiliza cambios en la intensidad de la luz de la estrella. Si un planeta transita por delante de una estrella, afecta a su brillo. El 10% de los exoplanetas han sido descubiertos de esta manera.
Existe un tercer método de microlentes gravitacionales que permitirá descubrir planetas más pequeños, pero este no me atrevo a describirlo…

¿Y saber lo que hay en su atmósfera????
En cuanto a analizar la atmósfera, esto parece todavía más inconcebible. Pero tiene su explicación, claro. También basada en las propiedades de la luz, en este caso de la que rebota en el planeta y llega a nosotros.
Si estuviéramos en el espacio, a simple vista podríamos distinguir el océano azul del desierto amarillento. Esto es porque la luz emitida (rebotada) por el mar tiene unas características, y la emitida por la arena otras. Por eso vemos diferentes colores. Pero el espectro electromagnético es muchísimo más amplio que el rango de luz visible, y los detectores pueden discernir variaciones infinitamente más precisas que nuestro ojo. Mirando la luz que proviene de un planeta pueden detectar los elementos que lo constituyen, o saber la temperatura a la que se encuentra.

¿Era importante la noticia del metano?
Cuando para concluir se lo pregunté a Josh, hizo esa mueca en la que se levanta el labio superior y se acacha la nariz, y empezó a ladear la cabeza. Dijo que el descubrimiento en sí no era lo importante. No hay nada inesperado en que una atmósfera tenga metano. Lo relevante era demostrar que técnicamente se podía llegar a medir esta molécula en una atmósfera tan lejana. La metodología era lo trascendente. Y es que los grandes hallazgos vendrán acompañados de mejoras en las técnicas de medición.

La búsqueda de planetas extrasolares es uno de los campos más activos de la astrofísica actual. Si vas a un congreso anual de investigación sobre el cáncer, posiblemente no oigas avances revolucionarios respecto al año interior. En cambio en ciertas disciplinas, como es el caso de los exoplanetas, las novedades son constantes. No se cuando tardará a quedarse anticuado este largo post, ni si cumplirá su modesto objetivo de dar un contexto a estas investigaciones. Pero yo lo necesitaba, como mínimo para comprender un poco mejor los futuros artículos sobre exoplanetas que sí cuenten algo concreto.