Apuntes científicos desde el MIT

Si pretendes descubrir algunos de los proyectos tecnológicos más futuristas del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT ), el primer lugar que querrás visitar es el Media Lab , un centro que mezcla ingenieros, científicos, artistas y empresarios con la inequívoca misión de “inventar el futuro”.
Pasear por su interior es un estímulo constante, y escoger entre sus más de 300 proyectos, imposible.
Tras una enorme ventana descubres a Leonardo, el robot emocional más avanzado que existe. Leonardo te mira y escucha. Es capaz de interpretar las expresiones de tu cara, el tono de tu voz, e interactuar contigo. Será socialmente inteligente y representa el porvenir de los robots personales .
Pasas a la sala contigua y te presentan al grupo que explora interfaces más efectivas que el teclado para comunicarte con el ordenador; observas a un investigador que pretende dirigir un sonido para que se oiga sólo en un lugar concreto, y visitas al equipo que diseña nuevos instrumentos musicales y prepara un revolucionario concepto de escenificación musical llamado ópera del futuro , que estrenarán en Montecarlo en 2009.
Subes un piso y el director del Human Speechome Project te explica que está registrando 400.000 horas de audio y video de su propio hijo para identificar los momentos claves del desarrollo y aprendizaje del lenguaje. A su lado, el grupo de Alex Pentland te muestra sensores personales que miden detalles de tus movimientos, expresiones faciales, tono de voz, lenguaje no verbal, y dinámica de las conversaciones para extraer información sobre el comportamiento humano y las interacciones sociales.
De vuelta a la primera planta te encuentras el laboratorio del experto en prótesis Hugh Herr, que ya ha diseñado el tobillo electrónico más avanzado que existe, ahora está trabajando en una rodilla, y asegura que las prótesis inteligentes llegarán a superar holgadamente las características originales de los miembros amputados.

Sales del MediaLab aturdido, y te das cuenta que todavía te falta recorrer todo el MIT y enfrentarte a sus proyectos de mayor envergadura. Caminas escasos 150 metros, subes a la quinta planta del Edificio 68, y entras en uno de los laboratorios de biología sintética más prestigiosos del mundo. Allí su director Drew Endy te dice “como ingeniero, me apasiona construir cosas, y no encuentro un reto más apasionante que programar ADN y fabricar organismos vivos para que se comporten de la manera que hayamos previsto”. La biología sintética representa un nuevo paso en la ingeniería genética, va más allá de modificar o combinar elementos que ya existen dentro de la célula. Se trata de diseñar desde cero nuevas estructuras y moléculas con las funciones que queramos; y estandarizarlas para poder crear a gran escala formas de vida absolutamente noveles.

Pero si hablamos de integrar los planteamientos de la ingeniería con la biología molecular, nos dirigimos de lleno a una de las apuestas más fuertes del MIT para los próximos años. El filantrópico David Koch ha dado100 millones de dólares para construir el futuro Koch Institute para la Investigación Integral del Cáncer . Allí, investigadores como el premio Nobel Phillip Sharp formaran equipos mixtos con ingenieros como Robert Langer, cuya mente sólo se dirige a solucionar problemas. Langer posee más de 600 patentes y es uno de los pioneros en la creación de nanopartículas que viajarán por el torrente sanguíneo, identificarán las células tumorales, y liberarán fármacos específicos sobre ellas.

Baterías más eficientes, captación de carbono, mejoras en la fisión nuclear, en el aprovechamiento de la energía solar, en los molinos eólicos, en biocombustibles, … son algunas de las iniciativas que se emprendieron con fuerza cuando en 2006 la presidenta del MIT, Susan Hockfield, estableció la lucha contra el problema energético como una de sus principales responsabilidades.
Pero si hablamos de fuentes de energía futuristas, sin duda una de las grandes esperanzas es la fusión nuclear; forzar la unión entre átomos de hidrógeno para formar helio y liberar una enorme cantidad de energía. En el Plasma Science and Fusion Center te muestran su principal herramienta de investigación, el reactor Alcator C-Mod. Pero en seguida te conducen al LDX , un reactor inspirado en la magnetosfera de Júpiter y en cuyo interior levitará un anillo superconductor de media tonelada. Con él pondrán a prueba una estrategia absolutamente novedosa para confinar átomos y acercarse a la fusión nuclear.

Si hay un área en la que el MIT ha sido siempre uno de los líderes destacados, ésta es la robótica. Te encuentras robots esparcidos por todo el campus. En el departamento de astronáutica los hay que vuelan de forma independiente, el robosnail del departamento de ingeniería mecánica imita a un caracol y sube por las paredes llegando a cualquier rincón que se proponga, y el grupo de locomoción está obsesionado en conseguir que sus robots se muevan de una forma más natural. Pero si buscamos lo más puntero en devolver el sentido original a la palabra Robot (trabajador), tenemos que ir al Laboratorio de Inteligencia Artificial y Ciencia Computacional (CSAIL). Allí Rodney Brooks lo tiene claro: “mi misión actual es hacer robots útiles, que ayuden a las personas en sus trabajos. No que los sustituyan, sino que los hagan más fáciles, como ha pasado con los ordenadores”. A continuación nos presenta con orgullo a “Obrero”, un robot humanoide con manos flexibles y sensores táctiles deformables inspirados en la piel humana. La exquisita sensibilidad de Obrero le permite percibir las propiedades del objeto que está cogiendo y actuar en consecuencia. Distingue perfectamente un huevo de un tornillo, y puede coger tanto una pieza metálica pesada de forma tenaz, como un papel enrollado sin aplastarlo.
Abandonas el laboratorio de Brooks y a simple vista distingues al equipo que ha diseñado el “Robocar”, un vehículo autónomo que se desplaza sin conductor ni control remoto. Sus sensores y un sistema de posicionamiento le son suficientes para dirigirse a sí mismo. El Robocar quedó finalista en una competición esponsorizada por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, y permite hacer más plausible un futuro en el que algunos coches no requieran conductor.

En el mismo edificio se realizan decenas de proyectos en Inteligencia Artificial. Es ilusorio predecir cuál fructificará en el futuro, pero quizás donde más esfuerzos se están dedicando es al reconocimiento de imágenes por ordenador y a la fotografía computacional .
Ante una foto con serpientes, árboles, pájaros, rocas, caballos, vehículos y casas, para nosotros es fácil distinguir qué es un animal, y qué no lo es. Para un programa informático es mucho más difícil… de momento. Inspirados en el funcionamiento del cerebro se están construyendo modelos informáticos de visión computacional que podrán extraer información muy precisa de las imágenes. Pronto, cuando teclees la palabra “coche” en Google images, la búsqueda no se realizará por los tags de la foto que alguien haya introducido, sino por su contenido gráfico.

Rememorando “2001: Odisea en el Espacio” mezclamos la inteligencia artificial con la exploración espacial; un área en que la NASA y los ingenieros del MIT siempre han trabajado de forma estrecha. Existen tres formas de explorar el espacio: Con humanos, con robots, y mediante telescopios. De las tres podemos encontrar proyectos bastante futuristas. Olvidaros de la imagen del astronauta patoso vistiendo un traje espacial enorme y pesado que le dificulta los movimientos; es el pasado. El traje del futuro estaba colgado en el despacho de su diseñadora, Dava Newman, en el departamento de Astronáutica e Ingeniería de Sistemas. Este traje cuenta con un novedoso sistema que utiliza contrapresión mecánica en lugar de aire presurizado, y que mejorará no sólo la movilidad de los astronautas, sino también su seguridad.
El MIT tiene varios proyectos de robots destinados a la exploración de Marte. Uno de los más originales son los microbots , pequeñas esferas equipadas con sensores y sistemas de comunicación que se esparcirían en gran número por la superficie de Marte. Esta estrategia permitirían recoger datos de un área mucho mayor y diversa que con los vehículos convencionales.
La construcción de telescopios nunca ha sido una de las áreas en las que el MIT ocupase un lugar destacado, pero sin embargo la NASA les está financiando el desarrollo de un proyecto para construir telescopios en la cara oculta de la luna . Allí, sin ninguna atmósfera que enturbie, serían capaces de recibir señales de la época oscura del universo, cuando se empezaron a formar las primeras estrellas y galaxias.

De lo inmenso a lo diminuto. La nanotecnología ya no tiene dueño. Se ha esparcido por los laboratorios de biología, de ciencia de materiales, de medicina, de ingeniería… pero quizás quien más expectante la ha recibido es el “Institute for Soldier Nanotechnologies”, un centro que recibe una abrumadora cantidad de dinero por parte del Ejército de Estados Unidos con el objetivo de proteger mejor a sus soldados. El soldado del futuro llevará sensores de gases tóxicos, protectores ligeros a base de nanotubos de carbono que dejarán obsoleto al kevlar, botas que le permitirán saltar y correr más rápido, implantes biónicos, y toda una serie de artilugios encaminados a reducir los riesgos durante las misiones, mejorar la intervención en caso de heridas, e incrementar las capacidades humanas.
Por último, uno de los proyectos más ambiciosos y que puede tener un impacto mayor en nuestra vida cotidiana es la electricidad sin cables. Los ingenieros del MIT ya han conseguido encender a distancia una bombilla de 60 vatios con un dispositivo situado a 2 metros de distancia. Marin Soljacic asegura que gracias a esta metodología basada en el acoplamiento por resonancia magnética “en un futuro cercano podríamos no necesitar cables para recargar nuestros teléfonos móviles, PDA’s, ordenadores, y una larga lista de equipos electrónicos”.

Es un sacrilegio no citar la ciencia básica puntera que el MIT está haciendo en neurociencia, en biología molecular o en el estudio del clima, ni hablar de su prestigiosa facultad de economía, ni de urbanismo, ni del departamento de ciencia, tecnología y sociedad más antiguo del mundo. Resulta imposible prever cuáles de sus proyectos pueden llegar a transformar nuestra sociedad; no se necesita una perspectiva histórica demasiado remota para entender lo inocentes que seríamos si lo creyéramos.

Algunas de las investigaciones del MIT se estancarán, y en muchísimos casos otros centros les pasarán por delante. Pero paseando como explorador científico por sus interioridades respiras futuro, y no te queda ninguna duda que en lugares como éste es donde se inventa parte del mundo en el que viviremos.

Publiqué este artículo ayer jueves 27 en la versión impresa de Ciberpaís, dentro de su especial 10º Aniversario. También se recoge en la web , pero sin fotos ni links. Por eso me permito reproducir el texto añadiendo dichos elementos, e invitaros a comentar o pedir más detalles de las investigaciones que aquí he tratado tan, tan de refilón.

Me dejó impactado el anuncio que leí el fin de semana pasado en una revista: ¡Una crema de rejuvenecimiento a base de células madre! Impresionante… En el texto se puede leer que esta emulsión reactiva las células madre indiferenciadas que tienes en tu piel, dejándola suave, sin arrugas, y con aspecto joven, muy joven.
Evidentemente es una soberana barbaridad. No sólo es falso, simplemente resulta imposible. Y no es que lo diga yo, ayer jueves me lo corroboró entre risas e indignación el experto en reprogramación de células madre Rudolf Jaenish , cuando le mostré el anuncio después de la charla que nos dio en el Whitehead Institute.

Pero tratemos el tema de las células madre de forma un poco más seria.

Repetidas veces hemos oído la frase “En Estados Unidos no se puede investigar con células madre embrionarias humanas”. ¡Y tanto que se puede! US es un país peculiar… La administración de George Bush prohibió utilizar fondos públicos para investigar con células madre embrionarias humanas porque lo consideraba un acto extremadamente amoral. Pero si alguien quiere hacerlo con dinero privado, no hay problema en absoluto.
La Universidad de Harvard tiene un instituto entero dedicado al estudio con células madre humanas de origen embrionario, y existen muchos laboratorios creados con dinero enteramente privado que investigan por su cuenta con finalidades empresariales, sin un interés especial en dar a conocer sus resultados intermedios en revistas científicas. Todos están a la espera que el “boom” de las células madre empiece a dar algún fruto. Pero… en qué momento nos encontramos?

Ni embrionarias ni adultas
Hago una breve y burda introducción: Una célula madre sería aquella que puede convertirse en diferentes tipos de células, en función de los estímulos químicos que reciba.
Cuando un óvulo fecundado empieza a dividirse, algunas de esas células se convertirán en neuronas, otras en músculo, en hueso, sanguíneas, … Si las extraes y cultivas antes de que se diferencien podrás obtener “células madre embrionarias”. La aplicación terapéutica es obvia: Si tus células pancreáticas están dañadas y no producen suficiente insulina, cogemos células madre embrionarias, hacemos que se transformen en pancreáticas, y te las las inyectamos para intentar curarte la diabetes. Si además el embrión tenía tu misma información genética (lo hemos clonado por transferencia nuclear), la posibilidad de rechazo será muchísimo menor.

Por otra parte, en los tejidos de nuestro cuerpo tenemos células madre adultas. Han perdido bastante potencialidad para convertirse en otros tipos celulares, pero todavía mantienen cierta capacidad de diferenciación y podrían ser utilizadas en muchas terapias evitando los problemas morales que las embrionarias conllevan.

Evidentemente, no es tan fácil. Ambas opciones presentan serias dificultades. Según lo explicado por Rudolf Jaenish (uno de los expertos en células madre más reconocidos a nivel mundial), las adultas están limitadísimas: son demasiado específicas de un órgano en concreto, se pueden diferenciar poco, en cultivo tienen una vida corta, y son difíciles de aislar. Incluso se muestra escéptico con la conveniencia de guardar la sangre del cordón umbilical, porque sólo puede generar células sanguíneas, y dice que muchas veces la cantidad es insuficiente para un posible tratamiento.
Las embrionarias son mucho mejores, pero también tienen sus problemas. Los embriones ya existentes son muy útiles para investigación, pero no sirven como terapia debido al gran rechazo inmunológico que generan. Y crear un nuevo embrión por transferencia nuclear es un proceso tremendamente ineficiente en humanos. Pero sobretodo, se necesita una enorme cantidad de óvulos, con los problemas éticos que conlleva.

Reprogramación: La estrategia definitiva?
Según Jaenish, las investigaciones en células madre adultas y embrionarias deben continuar, porque generan una información científica muy relevante y pueden dar buenos resultados en ciertas enfermedades concretas. Pero la apuesta más prometedora, donde él avecina futuros éxitos es la reprogramación: conseguir que una célula de la piel se convierta en una célula madre embrionaria.
Cuando extraes el ADN de un núcleo y lo introduces en un óvulo, este ADN retrocede a un estado "inicial", se desprograma epigenéticamente. Y esto no es magia, sino señales bioquímicas que se podrían reproducir en una placa de cultivo.
La reprogramación ya ha cosechado importantes éxitos. El ratón de la derecha lleva células madre embrionarias generadas a partir de la reprogramación genética de células adultas. En el estudio publicado el verano pasado en Nature, Jaenish demuestra que sus fibroblastos reprogramados son idénticos a las células madre embrionarias, e incluso pueden generar un nuevo ratón, sin necesidad de utilizar óvulos ni transferencia nuclear.
De todas formas, Jaenish confiesa que también está lejos de poder aplicar esta metodología en humanos. El principal problema es la aparición de tumores. Para reprogramar células adultas utilizan varios genes, y uno que es imprescindible, el c-Myc, provoca tumores en los ratones. Jaenish se muestra cauto pero optimista; asegura que encontrarán la solución a los problemas que vayan surgiendo. Su equipo ya ha logrado completar el siguiente ciclo para corregir la anemia falciforme en ratones: Coges una célula de la piel, la reprogramas a un estado embrionario, seleccionas las que sean genéticamente idénticas, quitas el gen c-Myc, corriges la mutación que provoca la anemia, haces que estas células madre genéticamente reparadas se diferencien en células sanguíneas, y las transplantas de vuelta al ratón.
Esta estrategia de reprogramación simboliza el verdadero futuro de la terapia con células madre según Rudolf Jaenish del MIT. Intuyo sin embargo, que si la charla la hubieran impartido en el Harvard Stem Cells Institute, también nos hubieran dado por muy prometedoras otras opciones…

Ahora que ganaderos españoles van a malgastar su dinero clonando toros de lidia , algunos se preguntan cuan cerca está el primer clon humano, y cuáles son las verdaderas razones éticas para impedirlo.

Hablamos precisamente de ello en la clase de bioética con Douglas Melton , uno de los grandes expertos en células madre, y Michael J.Sandel , filósofo de Harvard y autor del libro “Contra la perfección: ética en la época de la ingeniería genética”. Profesores de lujo que comparten las dos horas de sesión de la siguiente manera: Michael Sandel presenta los puntos clave a tratar y da paso a Douglas Melton, que expone de forma rigurosa todos los aspectos científicos implicados en el tema. Luego, un magistral Sandel lanza preguntas abiertas y argumentos éticos fronterizos, tanto a Melton como a los alumnos. Empieza el debate.

En su primera intervención Douglas Melton habló claro, muy claro. Todavía no es tecnológicamente posible clonar un ser humano. Los anuncios que hicieron en el pasado clonaid (empresa ligada a la secta raeliana) y el médico italiano Severino Antinori fueron farsas. No todos los animales son igualmente fáciles de clonar. Clonar un gato es fácil, un perro es bastante más difícil. Por transferencia nuclear (coger un óvulo, quitarle su material genético, introducir el ADN del animal que quieres clonar, y hacer que empiece a dividirse como si fuera un embrión) se han clonado ovejas, ratones, caballos, cerdos, vacas, conejos… pero todavía ningún primate. Es muy complejo. El enero pasado se obtuvieron los primeros embriones humanos clonados por transferencia nuclear, pero conseguir desarrollar con éxito un individuo completo a partir de ellos representa un gran salto. Además, sería tremendamente peligroso para la madre, y con casi total seguridad el futuro clon tendría numerosos defectos genéticos. Sólo por eso ya es éticamente inaceptable.
Ahora bien, si un equipo científico experimentado se planteara como objetivo prioritario intentar clonar un humano, según Melton en unos de 5 años se podría conseguir. Y no sería muy caro.

Dilemas éticos
La primera pregunta que Michael Sandel realizó al centenar de alumnos que había en la sala fue: “se muere tu gato y quieres clonarlo. Simplemente por capricho. Alzad el brazo aquellos que no veáis argumentos éticos en contra”. Entre el 70 y el 80 % de brazos se levantaron. Sandel pidió entonces argumentaciones razonadas sobre ambas opiniones.
La ventaja de un blog es que el texto está vivo, tiene muchos autores, y podemos trasladar la pregunta de Sandel a los comentarios sin anticipar posibles respuestas.

El segundo dilema era obvio: “Imaginad un futuro en el que fuera posible clonar humanos sin ningún riesgo para la madre, ni problemas para el niño. Fallece el bebé de un matrimonio que ya no puede tener más hijos. ¿Se les debería prohibir a toda costa que lo clonaran?” el 90 % contestaron que sí, que se debería impedir la clonación, aunque fuera totalmente segura. Michael Sandel empezó a exigir porqués de manera muy provocadora. No es tan fácil como parece.

Dejémoslo claro de nuevo: en estos momentos la escasísima eficiencia de la clonación, necesidad de óvulos, enormes riesgos para la salud, y problemas genéticos imprevisibles hacen a la clonación humana éticamente inaceptable. Pero si algún día estos problemas se llegaran a solventar, los argumentos que quedan en contra suelen implicar la idea de diseño, de copia, riesgos emocionales para el niño, conocimiento sobre su futuro, autonomía, proceso no natural, mal uso de la tecnología… Sandel está totalmente en contra de la clonación reproductiva, pero actuando como abogado del diablo es capaz de encontrar lagunas bastante convincentes en todas estas posiciones.
Para él, la clave está en plantearnos de forma profunda el status moral de la naturaleza y nuestra intervención en ella. Y luego, sobretodo, en el deseo de control que existe detrás de una posible clonación. Si alguien decide clonar a otra persona, es inevitable que tenga cierta sensación de propiedad sobre el futuro clon. En el fondo se trata de un proyecto personal, una vida humana creada con un objetivo preestablecido. Pero de nuevo, prefiero volver a dejar el debate abierto al intercambio de ideas en los comentarios. La ética no tiene un dueño claro.

¿Se clonará un humano?
Parece inevitable. Tarde o temprano, algún científico estará dispuesto a hacerlo y alguien a pagarlo, aunque sea de forma clandestina.
Dejadme que abra un paréntesis. No se si alguna vez habéis mantenido contacto estrecho con alguien extremadamente rico, con pocos escrúpulos, y convencido de que su dinero le permite conseguir todo lo que desea. Yo sí, por un proyecto en el que estaba involucrado. Fue una experiencia que me impactó. En ese momento los fines de esa persona eran nobles, pero su actitud prepotente me dejaba pasmado. Estoy convencido de que si se encaprichara y quisiera tener un clon suyo, su asistente llamaría a alguien como Douglas Melton: “Cuanto cuesta? Pagamos lo que sea”. “Yo no lo hago”, diría Melton. Se irían en busca del siguiente experto. “Fulanito, cuanto pides? Te monto un laboratorio en el país que elijas”. “yo no lo hago, es ilegal…”. A por otro, hasta que alguno aceptara.

El sinsentido de la clonación
En el fondo… esto no tiene ningún sentido. Es tan obvio que un clon mío no sería yo, ni desarrollaría las mismas habilidades, ni apetencias. Crecería en un entorno diferente, aprendería con otras experiencias, se relacionaría con diferentes personas, leería otros libros... es absurdo. Se puede hacer una copia mala de un cuerpo, pero nunca de una mente.
A no ser que se tratara de un narcisismo extremo, querer hacer a alguien igual es incomprensible. Hacerlo mejor, es otra historia. La futura manipulación genética sí que representa un debate ético importante. Cuando sea viable y los padres puedan ofrecer una mejor salud, o ventajas genéticas a sus hijos, muchos exigirán el derecho a ayudarles desde el principio. Aquí hay más controversia, consideraciones éticas más profundas, un nuevo concepto de eugenesia, y varios escenarios de futuro. Quizás lo podamos tratar más adelante.

Dejadme que termine con algo que explicó Melton y me pareció chistoso. Una inglesa pagó 10.000 libras a una empresa americana para que le clonaran su gato recién fallecido. Se lo dieron, y al cabo del tiempo, se quejó porque su color era diferente. Los científicos le contestaron que el color del pelo tiene un fuerte componente azaroso, pero que no se preocupara, que a pesar de que no pareciera su gato original, el material genético sí era el mismo. Es para cachondearse.