Saber exactamente dónde se encuentran las interneuronas colinérgicas en el estriado ayudará a descubrir el origen de ciertas patologías psiquiátricas, como la esquizofrenia.
La elaboración de mapas de distribución de ciertos tipos de neuronas, en concreto de las interneuronas colinérgicas, podría aclarar la causa de la aparición de algunas enfermedades mentales, como la esquizofrenia. Así se ha puesto de manifiesto en un estudio dirigido por Javier Bernácer, biólogo e investigador del laboratorio de Neuromorfología Funcional de la Clínica Universitaria de Navarra.
En el trabajo, que se publica en PLoS ONE, han colaborado los doctores José Manuel Giménez Amaya y Lucía Prensa, de la Universidad Autónoma de Madrid. El trabajo se ha centrado en el estudio de la distribución de este tipo de neuronas, las interneuronas colinérgicas (que utilizan acetilcolina como neurotransmisor) en el estriado, una estructura cerebral subcortical donde coexisten diferentes tipos de neuronas.
“En concreto, el estriado es el área cerebral en la que se planifican los movimientos voluntarios, además de estar implicada en su programación y en el modo de ejecutarlos”, ha explicado Bernácer.
Procesos
Se trata de una estructura en la que se producen también procesos cognitivos y emotivos. Es un núcleo cerebral en el que ocurren procesos de tipo asociativo, sensorimotores y límbicos. El estriado es un área muy extensa; en concreto, es el mayor de los núcleos subcorticales del cerebro. El trabajo ha consistido en investigar si las interneuronas colinérgicas se distribuyen en él de forma homogénea o si su cantidad varía según las regiones.
Cabe señalar que estas interneuronas son las encargadas de la organización interna del estriado; en definitiva, organizan y regulan su funcionamiento. Además, las colinérgicas están implicadas en diferentes procesos de aprendizaje, sobre todo en la respuesta a estímulos externos que conlleva la obtención de una recompensa, “y en lo que más nos interesaba a nosotros, en la aparición de enfermedades mentales como la esquizofrenia”.
En concreto, se ha podido demostrar que en ciertas regiones existe una pérdida de este tipo de neuronas, por lo que se sabe que podrían estar implicadas en el desarrollo de algunas enfermedades psiquiátricas.
La principal conclusión obtenida del estudio revela la existencia de una distribución heterogénea de las interneuronas colinérgicas en todas las regiones del estriado. Además, el trabajo ha podido constatar que, en general, la mayor densidad de interneuronas se concentra en la zona posterior de este núcleo cerebral, una región que “suele quedar fuera de muchos estudios. El ensayo destaca la importancia de las regiones posteriores del estriado y la necesidad de que se tengan en cuenta, tanto en estudios funcionales como en patológicos”.
Para la investigación se ha utilizado como metodología la estereología que “es la más adecuada para hacer recuento de neuronas, ya que permite hacerlo en una estructura tridimensional, en un determinado volumen, como el que tienen los pequeños cortes de cerebro con los que trabajamos”.
Mejor recuento
A partir de estas muestras se hace una estimación del número de neuronas que hay en cada milímetro cúbico de ese tejido. “En definitiva, se trata de contar la cantidad de neuronas existentes en una fracción del tejido y a partir de ahí hacer una estimación de las que hay en todo el núcleo”.
En esta primera fase el estudio se ha practicado en cerebros sanos. El siguiente objetivo será investigar la distribución de las interneuronas colinérgicas en el estriado de cerebros patológicos, por ejemplo de esquizofrénicos o de personas con otras enfermedades mentales, y comparar los resultados con los cerebros sanos ya estudiados. Para obtener muestras de cerebros de pacientes será muy útil la colaboración con los otros.
Comentario de Jose Megias Verges “elevado” a entrada.
La geometría en el s.XIX recorrió un “extraño” camino. De la geometría euclidiana, aparentemente la geometría del mundo que nos rodea, bien fundamentada axiomáticamente pero con la “lacra” del axioma de las paralelas, ¿es un teorema? ¿debe ser un axioma? ¿podemos definir geometrías que no lo cumplan? Gauss, la “zorra” de las matemáticas, que borraba con su “rabo” las huellas de su pensamiento, aunque gracias a su diario personal, recuperado más tarde, aunque de forma incompleta, sabemos que demostró que era posible una geometría con una variante de dicho axioma, válida para la esfera (durante muchos años, Gauss se dedicó a la geodesia). Otros la descubrieron más tarde, la geometría no euclídea, junto a otras variantes, nombres como Lobachevsky o Bolyai.
¿Pero qué hace que una teoría matemática sea o describa una geometría? El programa de Erlangen de Klein nos ofrece una respuesta. Un conjunto de objetos invariante ante la acción de un grupo ES una geometría, por lo que se denominan a las acciones del grupo como transformaciones “geométricas.” La teoría de grupos, que Galois elevó a la gloria del álgebra, era elevada por Klein al cielo de la geometría. Ya en el s.XX, la teoría de semigrupos la elevaría al sumum del análisis. La teoría de grupos como metamatemática. ¡Qué pensaría Klein de los fractales!
El libro “Indra’s Pearls: The Vision of Felix Klein,” de David Mumford, Caroline Series y David Wright, Cambridge University Press, 2002 , merece, en este sentido, una lectura cuidada y un disfrute gráfico con sus impresionantes figuras (como la mayoría que adornan los libros sobre fractales, de gran belleza y profundidad geométrica). La página web que los autores del libro han preparado, nos ofrece gratuitamente más perlas. En este libro, los matemáticos disfrutarán de los grupos de Schottky, un tipo de transformación de Möbius, también llamados grupos kleinianos.
La gran belleza “matemáticas” de los fractales es que normalmente están asociados a los números complejos y estos son la manera “ideal” de representar los números. De ello ya se dió cuenta Cardano, que codescubrió cómo reolver ecuaciones polinómicas de grados 3 y 4 de forma general. Sin embargo, su fórmula tenía un grave problema. A veces “no era aplicable”. Un ejemplo sencillo es el polinomio , cuya raíz entera igual a 4 no es fácilmente “visible” en el resultado obtenido utilizando la fórmula del propio Cardano, en concreto, la fórmula siguiente
. Los que conocen los números complejos sabrán que ambos resultados son equivalentes. A los que no, les recomiendo “aprenderlo” (merece la pena, “El Camino a la Realidad,” Roger Penrose, es un buen punto de partida para entender cómo los números complejos son “el lenguaje numérico” de la realidad). Cardano se vio “obligado” a “crear” (o quizás “descubrir”) los números complejos, que hasta Euler y Gauss, siglos más tarde, no ganaron el estatus que tienen hoy en día (que Penrose “disfruta” en su libro, un libro “disfrutón” donde los haya, aunqe pesa “demasiado” como lectura playera del verano).
Por cierto, yo leí “The Road to Reality” de Penrose al poco de salir en Gran Bretaña (encargé a un amigo que viajaba a Escocia que se hiciera con una copia para mí). “Supersesgado” hacia sus “twistors,” yo, que no soy “nadie”, hubiera escrito el mismo libro con un enfoque completamente diferente, sin embargo, he de reconocer que como “La nueva mente del emperador”, engancha, … “sesga” al lego… pero engancho incluso al técnico. Ya ha pasado a la la historia de la divulgación científica, no por lo que quiere Penrose, “reivindicar los twistors,” sino por que varias generaciones de jóvenes se formarán como físicos y matemáticos gracias a él. Amén, perdón, “que así sea,” en nombre de Penrose, digno hijo de su padre.
El índice H de una revista internacional no es fácil de calcular utilizando el ISI Web of Science, ya que requiere datos históricos acumulados. Sin embargo, el SCImago sí lo permite calcular (aunque sólo es el índice H desde 1994, dado que se basa en datos de Scopus de Elsevier). ¿Cuáles son las dos revistas de investigación más prestigiosas del mundo en la actualidad? La mayoría de nosotros pensará que son Nature y Science, quizás por este orden. ¿Qué dice el índice H de SCImago al respecto?
1. Nature, 531 artículos citados más de 531 veces, según SCImago 2007;
2. Science, 521.
5. PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), 339.
No me “desagrada” este orden. ¿Qué pasa con las revistas de … pongamos, Computer Science?
1. Bioinformatics 111; 2. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 111; 3 IEEE Transactions on Information Theory 102; 4 IEEE Journal on Selected Areas in Communications 101; 5 IEEE Transactions on Communications 92; 6 IEEE Transactions on Image Processing 88; 7 IEEE Communications Magazine 84; …
Tampoco, “chirría” este otro orden. ¿Y con las de Mathematics, Computational Mathematics?
1 SIAM Journal on Numerical Analysis 45; 2 Applied Mathematics and Computation 37; 3 Mathematics of Computation 32; 4 Numerische Mathematik 32; 5 Journal of Computational and Applied Mathematics 31; 6 Computers and Mathematics with Applications 30; …
No sé, no sé, me gusta menos, … quizás porque estoy acostumbrado al índice de impacto del ISI que las ordena de forma completamente diferente.
Todos tenemos preconcepciones. “Sabemos” qué revistas internacionales son más prestigiosas, independientemente de su índice de impacto, muchas tienen índices de impacto “ficticios” (ya que muchos editores se dedican a la ingeniería del índice de impacto). El trabajo de SCImago (de algunos amigos granadinos) me gusta. No “coincido” del todo con sus resultados, pero en muchos casos muestra ser más “fiable” con la “intuición”, menos “paradójico” que el índice de impacto, que este año en MATHEMATICS, APPLIED coloca a la “prestigiosa” (en “casa” del Editor Principal porque no lo es en ningún otro lugar) INTERNATIONAL JOURNAL OF NONLINEAR SCIENCES AND NUMERICAL SIMULATION, como la de mayor índice de impacto y con diferencia, con un índice de impacto “paradójicamente” enorme para el prestigio que tiene. Eso sí, si ojeas los últimos números, ciertos matemáticos “muy buenos” están publicando en ella, supongo que aprovechando la burbuja “especulativa” de su índice de impacto.
Tug-of-war (”esfuerzo supremo”) el nuevo “palabro” de moda en físico-química. Me debo estar haciendo viejo. “Tug-of-war” para referirse a un tipo de choque (dispersión o scattering). Todavía me maravillan los científicos con el “don” del “titular” (capaces de poner un título que llame la atención, aunque no explique de qué va el contenido de su artículo).
Me ha sorprendido leer en Nature, el News and Views de Mark Brouard “When molecules don’t rebound,” Nature 454, 43-45, 3 July 2008 . Supongamos que tenemos una molécula simple formada por dos átomos unidos por un enlace que se comporta como un muelle, ¿qué pasa si otro átomo choca con uno de los dos átomos anteriores? ¿Se comprime el muelle y la molécula doble vibra? ¡Tan claro como el agua! Pues parece que no está tan claro (el agua de hecho es trasparente). La noticia trata sobre el artículo Stuart J. Greaves et al. “Vibrational excitation through tug-of-war inelastic collisions,” Nature 454, 88-91, 3 July 2008 . Estudian la colisión entre un átomo de hidrógeno y una molécula formada por dos átomos de deuterio (hidrógeno pesado) y han encontrado que pueden ocurrir tres cosas, las dos primeras ya eran conocidas, o se produce una reacción química o se transfiere energía del átomo a la molécula sin que se forme o se rompa enlace alguno en un proceso completamente inelástico, pero la tercera es novedosa (de ahí que se haya publicado en Nature), se produce una excitación vibratoria de la molécula que han bautizado colisión inelástica ‘tug-of-war’ en al que el átomo “rebota” prácticamente en la dirección de incidencia y la molécula no “recula” sino que se mueve “hacia adelante”, totalmente al contrario de lo que nuestra intuición dicta (contrario a lo que pasaría con dos bolas de billar, por ejemplo).
¿Por qué ocurre algo tan extraño? Parece ser que cuando se aproxima el átomo de hidrógeno hacia la bimolécula de deuterio se producen enlaces químicos transitorios que hacen que se alargue el enlace que une los dos deuterios en la molécula (el muelle se estira en lugar de comprimirse, como indica la intuición), conduciendo al comportamiento “paradójico” observado. Greaves et al. describen el proceso como un mecanismo de “reacción frustrada,” como si se formara temporalmente un enlace (reacción química) que rápidamente se rompe. Las animaciones (arriba la primera) de la información suplementaria están disponibles en la web gratuitamente junto a una buena explicación.
Hablando de Tug-of-war también parece interesante el artículo, a publicarse en PNAS,
Melanie J.I. Müller et al. “Tug-of-war as a cooperative mechanism for bidirectional cargo transport by molecular motors,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 4609-4614 ( 2008 ), ArXiv preprint, donde estudian el transporte intracelular (a través de la membrana celular) basado en motores moleculares que actúan como gruas (gracias a fragmentos citoesqueléticos). Algunso de estos microtúbulos pueden actuar de forma bidireccional (hacia o desde el interior de la célula) gracias, presumiblemente, al fenómeno del “esfuerzo supremo” (tug-of-war) que así adquiere una aplicación biológica de extrema importancia. Este fenómeno es una fuente de energía para un motor molecular. Increíble, mi hijo, “enamorado” de las grúas como está, disfrutaría viendo estas grúas moleculares en acción.
Los físicos, sobre todos los teóricos, están cada días más “asqueados” de la física teórica de partículas y campos, donde sólo los diestros en matemáticas abstractas logran publicar “matemáticas” (que no física). Cierto es que a los físicos experimentales y sobre todo los aplicados no les falta trabajo (en gran parte compitiendo con los ingenieros). Pero también es cierto que trabajos que antes sólo ocupaban los físicos, ahora también los ocupan los matemáticos. Pero, al grano, lo que quería decir es que ahora muchos físicos se están acercando a temas transversales, como biología (biología física, biología de sistemas, biología sintética, bioinformática, etc.) o ciencias sociales. La sociofísica es el tema de esta entrada. Artículos tan “curiosos” como un análisis de ola (mejicana le llaman) en los campos de fútbol, ¡publicado en Nature! Para los interesados en este fenómeno recomiendo el artículo original de Illes Farkas, Dirk Helbing, Tamas Vicsek, “Crowd behaves as excitable media during Mexican wave,” ArXiv preprint, pubilcado en Nature 419, p. 131, 2002, y el análisis sobre cómo se inicia el fenómeno espontáneamente en Illes J. Farkas, Tamas Vicsek, “Initiating a Mexican wave: An instantaneous collective decision with both short and long range interactions,” ArXiv preprint, publicado en Physica A 369, 830-840, 2006.
Uno de los padres de la sociofísica es Serge Galam, quien ha publicado una biografía técnica personal en “Sociophysics: A review of Galam models,” ArXiv preprint, 2008. En él revisa todos los modelos sociofísicos que ha desarrollado en los últimos 25 años (desde cuando los físicos se dedicaban a otras “cosas”, hasta ahora, que muchos le siguen cual “patitos a su pata”). Galam se ha especializado en sistemas de voto, toma de decisiones, análisis del terrorismo (ahora tan de moda desde el 11S) y dinámica de la transmisión de opiniones. Los análisis utilizando técnicas propias de los físicos muestran muchos comportamientos contra la intuición, las “paradojas” que llaman la atención tanto a propios (científicos sociales) como extraños (otros físicos que se apuntan al carro). Galam presume en su artículo de haber predicho “muchas” cosas, como la victoria de la extrema derecha en Francia en el año 2000 o el victoria del “no” francés a la Constitución Europea. Se pregunta Galam ¿es la sociofísica una “ciencia de verdad”? Y el mismo se responde, ¿alguien lo duda?
R. M. Kiehn, en el verano de 1986, estaba visitando a un viejo amigo en Río de Janeiro, Brasil, cuando observó en una piscina ondas no lineales de tipo solitón, a las que bautizó como solitones de Falaco. Este tipo de ondas pueden ser reproducidas fácilmente por cualquiera que disponga de un laboratorio… digo, de una piscina. El video de youtube muestra dos parejas de solitones de Falaco. Sorprendente este tipo de defectos topológicos de la superficie del agua (que generan la sombra oscura) son similares a los defectos topológicos en 2 dimensiones que aparecen en Teorías de Cuerdas (así que si tienes una piscina puedes “jugar” a experimentar en teoría de cuerdas, ¡qué suerte tienes!, y a visualizar fenómenos que sólo las grandes “mentes” pensantes de esta teoría pueden “concebir”).
El experimento es fácil de reproducir para quien disponga de piscina. Si calienta el Sol, como este verano. Se selecciona un objeto circular o disco (por ejemplo un Frisbee) y se “medio”-sumerge en la piscina mientras es golpeado suavemente en la dirección de su eje. Tras el “golpecito” se retira lenta y suavamente el objeto, generando energía cinética y momento angular que se imparte al agua. Los bordes del objeto generarán un par de vórtices de Rankine en la superficie del agua. Estos vórtices de Rankine, bajo la luz del Sol, generarán dos depresiones con curvatura gaussiana negativa, que proyectarán sobre el suelo de la piscina dos puntos oscuros o discos negros, con ciertos brazos espirales difusos debidos a cáusticas. Puede que la primera vez no te salga. Pero si lo intentas varias veces verás que es fácil convertirse en un experto experimentador en la generación de vórtices topológicos (que bien suena) en tu propia piscina (y en las de tus amigos, no lo pruebes en las suyas hasta que tengas dominado este experimento de Teoría de Cuerdas). Recuerda que tienes que afirmar que estás experimentando con la teoría que NO tiene confirmación experimental.
Si sabes algo de teoría de cuerdas, por favor, evita deleitarles con una aburrida charla sobre la materia. A mí al menos me ha dado muy mala “reputación”.
Michael Worobey es un especialista en filogenética evolutiva, el estudio estadístico de la tasa de mutaciones en los genes como predictores del momento en que se produjeron cambios sustanciales en el contenido de los mismos. Se ha especializado en el estudio de los genes de virus responsables de enfermedades. Dos de sus alumnos han protagonizado una noticia de emulenews en Menéame. Copio de allí “Marlea Gemmel de la Universidad de Arizona ha demostrado que la cepa del virus del sida VIH-1 infectó a humanos por primera vez en 1908 (y no en 1931 como se creía antes). Aunque en esa época los niveles de presencia de virus en humanos eran muy pequeños. Más aún, Joel Wertheim, de la misma universidad, ha demostrado que el virus del sida existe en monos desde hace sólo algunos cientos de años (y no millones de años como antes se creía). Nuevas sorpresas sobre el virus del sida. Esperemos que estos estudios tengan consecuencias clínicas.”
Estos estudios van en contra de las “teorías de la conspiración sobre el SIDA como arma biológica o instrumento de control de masas,” o sobre el origen de la enfermedad en humanos en los 1950s debido a la contaminación de muestras de vacunas contra la polio contaminadas con virus VIH de monos (el poliovirus para las vacunas orales contra la polio se cultivaba en los riñones de chimpancés antes de ser administrados a la población en África Central entre 1957-1960). Obviamente, la imposibilidad de estos orígenes “exóticos” es imposible de probar. Aunque los estudios de Worobey y otros los hacen estadísticamente poco “probables”.
La idea de que el virus VIH-1 infectó a humanos por primera vez en los 1930s apareció en la revista Science en el año 2000 (comentario de David M. Hillis, “Origins of HIV,” Science, 288(5472): 1757-1759, 2000, sobre el artículo técnico de B. Korber et al. (Los Alamos National Laboratory) “Timing the ancestor of the HIV-1 pandemic strains,” Science, 288(5472):1789-1796, 2000, quienes utilizaron supercomputadores junto a 5 muestras para su tarea, que se encontraron en sangre congelada para transfusiones que se encontró en Haití). Como el número de muestras era pequeño, se estimó como fecha más probable 1931, con un intervalo de confianza del 95%, pero no se puede descartar el intervalo 1915-1941. Sólo un análisis por estas técnicas (o su versión mejorada) que venga acompañado de más muestras puede mejorar esta estimación. Obviamente lo que se demuestra por este método es cuando el linaje del genoma del virus cambia para poder infectar a humanos y no el momento exacto en el que el virus pasa del chimpancé al hombre.
Michael Worobey y sus alumnos tienen una extensa historia en el análisis filogenético del virus del sida. Por ejemplo, con 5 muestras de sangre de haitianos tratados en Miami entre 1982 y 1983, donde encontraron virus VIH-1 grupo M subtipo B (Jon Cohen, “How HIV took the world by storm,” Science NOW Daily News, 29 october 2007, sobre el artículo M.T.P. Gilbert et al. “The emergence of HIV/AIDS in the Americas and beyond,” PNAS, 104(47):18566-18570, November 20, 2007, Open Access Article) revelaron genéticamente que este subtipo del virus se introdujo en Haití desde África Central alrededor de 1966, entrando en EEUU en 1969. La probabilidad de que el virus entrara en Haití desde los EEUU es de 0.00003, extremedamente pequeña (según su estudio estadístico, claro).
La noticia de emulenews en Menéame hace referencia a Elizabeth Pennisi, “Revising HIV’s history,” Science NOW Daily News, 25 june 2008 , nos indica que Marlea Gemmel, alumna de Worobey, analizó muestras de material genético del virus VIH-1 subtipo M obtenidos de tejido linfático almacenado en 1960 en un departamento de patología en la Universidad de Kinshasa en el Congo, que ha comparado con otras muestras ya conocidas del virus, como la más antigua conocida de muestras congeladas de sangre de 1959. El nuevo estudio filogenético indica que el virus VIH-1 infectó a humanos por primera vez en 1908. ichael Worobey et al, “Reply to Pape et al.: The phylogeography of HIV-1 group M subtype B,” afirman que sus estudios se basan no sólo las 5 muestras de secuencias génicas encontradas en pacientes haitianos, sino en otras 117 secuencias de 19 países.
Habrá que estar “al loro” de futuras confirmaciones de estos estudios, que espero tengan repercusión clínica (conocer cómo se adaptó el virus del chimpancá al humano puede que permita determinar sus puntos “flacos”, posibles dianas terapéuticas).
La gran pregunta “¿Para qué sirven los físicos?” ¿Cómo responderán en la Real Sociedad Española de Física (RSEF)? Puede que no os lo creáis, pero hasta a mí me sorprende su respuesta (bueno, una de ellas).
Pregunta: “Aún hoy… mi madre sigue sorprendiéndome frecuentemente con una profunda reflexión: – Pero tú hijo mío, ¿realmente en qué trabajas?” Respuesta: “soy, y siempre he sido, consultor.” ¿Cómo? Aclaración: me ocupo de “el desarrollo e implantación de modelos de gestión soportados por metodología TQM.” ¿Mande? Reaclaración: que “soy experto en “el diseño de estrategias competitivas focalizadas en el cliente”.” Ah!!! Bueno. Pero: “¿Qué hace un físico en una profesión como esta?” Opinión 1: “Ser físico te capacita para ser un excelente profesional en cualquier campo al que la vocación o la casualidad te derive.” Opinión 2: “Ser físico te proporciona una excepcional preparación universitaria para poder abordar cualquier proyecto laboral independientemente de la especialidad de la que se trate.” Opinión 3: “Ser físico te cualifica para aspirar a cualquier posición ejecutiva dentro de cualquier organización y en cualquier sector productivo.”
Lo dicho, un artículo que sorprende hasta al más “pintado” de los físicos (que según el artículo parecen más “ingenieros industriales”, los ingenieros para “todo” en España).
No lo sabía pero acabo de descubrir que la Revista Expañola de Física está gratuita online en la página web de la Real Sociedad Española de Fïsica (yo estuve suscrito durante varios años, hace un siglo, perdón, hasta 1994). La revista tiene muchos artículos interesantes sobre física a un nivel mayor que Investigación y Ciencia, pero similar al American Journal of Physics o al European Journal of Physics, ambas dirigidas a alumnos y profesores de física en la Universidad. Permítaseme destacar un par de artículos (no técnicos).
Un artículo centrado en Ciencia de Materiales y Física del Sólido pero de conclusiones generalizables fácilmente. Iván K. Schuller, J. L. Vicent e Yvan Bruynseraede,
“Cómo Juzgar Ciencia Patológica,” Revista Española de Física, Abril/Junio 2007, p. 2-3, traducción (ampliada) del artículo de Ivan K. Schuller and Yvan Bruynseraede, “How to Judge Flawed Science,” MRS Bulletin Vol. 30, No. 2 ( 2005 ) p. 75. La ciencia errónea tiene múltiples facetas, por un lado, los casos de fraude deliberado, por otro, las “ilusiones” que aparecen principalmente en los periódicos y raramente en la literatura científica, como los casos en los “un solo” evento es usado como la base de un gran descubrimiento. Afortunadamente, “una de las mayores ventajas del método científico es que se autorregula y permite resultados similares, cuantificables, y reproducibles por muchos observadores diferentes que no están relacionados entre sí, independientemente de diferencias geográficas, culturales y temporales.”
El artículo introduce las 13 reglas de Iván-José-Yvan, aquí las 10 primeras (más comentarios en el propio artículo):
(1) Demasiado bueno para ser verdad
(2) Precisión extrema
(3) Un “solo” punto experimental
(4) Condiciones experimentales peculiares
(5) Violación de la estadística
(6) Excusas, excusas, excusas.
(7) Blah, blah, blah.
(8 ) ¿Que otra cosa podría ser?
(9) Todos pueden ser Einstein
(10) Los puentes no se caen
El segundo artículo que quisiera mencionar es el de Angel Ezquerra Martínez, “Sobre el efecto de los medios en la cultura científica,” Enero/Marzo 2007, p. 2. El inicio del artículo es aplastante “¿Por qué estamos perdiendo alumnos en las carreras de ciencias? ¿Puede llamarse persona culta alguien que no sabe casi nada sobre el mundo tecnológico en el que vive? (…) Parece que la sociedad ha dado la espalda a todo lo que significa conocimiento científico.” Con los datos de 2004 en la mano, en Expaña, “prácticamente toda la población ve la “tele” todos los días.” Aunque el lenguaje visual en la T.V. ha avanzado mucho en los últimos, “parece que los contenidos de carácter científico siguen, en general, siendo pensados para un texto escrito y las imágenes son meros acompañantes.” En resumen, los divulgadores de ciencia tienen que cambiar “su lenguaje” si quieren atraer a un público mayoritario. ¿Qué tal un “gran hermano de la ciencia”?
Se acaba de publicar el nuevo Journal of Citation Reports (JCR), correspondiente al año 2007. Lo más llamativo para mí es que Nature vuelve a “vencer” a Science (quien la superó en las dos últimas ediciones. La política editorial de Nature, de diversificarse o dividirse en múltiples revistas diferentes, a la que personalmente yo le achaco la pérdida de la contienda, ahora se nos muestra que ha sido una buena idea y que puede seguir siendo la “vencedora”. En el JCR 2007 puedes observar que Nature Reviews Molecular Cell Biology alcanza 31.921 (5to puesto absoluto), Nature Reviews Cancer (29.190, 9no. puesto), Nature (28.751, 10mo. puesto), Nature Reviews Inmunology (28.300, 12vo. puesto), Nature Medice (26.386, 13vo. puesto), Nature Inmunology (26.218, 15vo. puesto), Nature Genetics (25.556, 17vo. puesto), y Nature Reviews Neuroscience (24.520, 19vo. puesto). Es decir, de las 20 revistas de mayor índice de impacto, 8 son del grupo del Nature Publishing Group. A eso se le llama una política editorial bien hecha.
Por otro lado, “vuelve la cordura” en el campo de la Óptica y Fotónica. Todo el mundo “sabe” que Optics Letters es una revista mejor y de más prestigio, donde es muchísimo más difícil publicar, que Optics Express (donde, además, para publicar hay que pagar, aunque con la ventaja de el acceso a los artículos es gratuito), sin embargo, en los últimos años había sido al revés. En el JCR 2007, además, estas dos revistas de la OSA (Optical Society of America) reinan en el área, siendo la primera y la segunda. Enhorabuena a la OSA.
Por otro lado, España pasa de 30 a 35 revistas en el JCR Science Edition y de 2 a 8 revistas en el JCR Social Science Edition (noticia presentada en un buen blog de Bibiometría, que recomiendo encarecidamente). Mucha gente se ha hecho eco de esta noticia (como APEI Garabuya).
Por cierto, recomendable y fresca lectura de cara al verano (cómo una empresa se defiende con uña y carne para no perder beneficios, por supuesto, me refiero a ISI Thomson Reuters y su pugna contre el índice de prestigio).
PD: ¡¡pobrecito de mí!! ¿para cuándo podré publicar en Nature o Science?
PDPD: ¡¡pobrecito de mí!! ¿para cuándo podré publicar en Optics Letters?
Siempre se dijo que el desierto del Sahara se “desertizó” bruscamente, sin embargo, recientemente se ha descubierto que no fue así (ya tratamos esto hace poco aquí) y que el proceso duró más de 2000 años. Ahora vuelve a caer otro gran “mito” del cambio climático. Siempre se dijo que la transición entre glaciaciones fue suave y se acaba de descubrir que fue extremadamente brusca. Copio de emulenews en Menéame, “El último estudio científico (revista Science, aceptado pero aún sin publicar) sobre el cambio de la última glaciación en Groenlandia indica que la película “El día de mañana” puede que tenga razón y un cambio de era glaciar se puede producir en tan sólo un año. Sorprendente, ya que nadie podía pensar hace poco que se dieran transiciones tan súbitas. La realidad vuelve a ser más sorprendente que la ficción.” <artículo citado> <más información>
El artículo de J. P. Steffensen et al. (20 autores) “High-Resolution Greenland Ice Core Data Show Abrupt Climate Change Happens in Few Years,” Science, published Online June 19, 2008 , ha estudiado las dos últimas glaciaciones, previas al periodo interglaciar actual, utilizando testigos de hielo de Groenlandia. Sorprendentemente, el contenido de deuterio (hidrógeno pesado) en el agua de las muestras de hielo presenta una transición brusca en un intervalo entre 1 y 3 años, marcando el inicio de una transición algo más gradual (sólo 50 años) en el cambio de las temperaturas del aire ártico. Según los investigadores la transición de temperaturas medias del aire húmedo encima de Groenlandia cambió entre 2 y 4 grados kelvin al año durante esta transición marcando el final de los dos últimos periodos glaciares. ¡Increíble!
Como nos relata Ashley Yeager, “Now that’s abrupt,” Science News, June 19th, 2008 , este estudio demuestra que la transición entre frío y calor en el Atlántico Norte se produjo en sólo 3 años, es decir, el cambio entre el clima típico de Sierra Nevada, Granada, España, y el de la costa malacitana, Málaga, España, se produjo en sólo 4 o 5 años. Los investigadores en cambio climático nunca pensaron que la paleoclimatología hiciera un descubrimiento como éste. En nuestra sociedad moderna los cambios climáticos nos parecen muy suaves y nunca hemos experimentado un cambio tan brusco. Los humanos que vivieron esa época observaron como el viento, la lluvia y las temperaturas durante cada estación cambiaron de un año al siguiente de forma “mágica”. Tuvo que ser un cambio con terribles consecuencias para ellos. Afortunadamente, el humano se adapta fácilmente a los cambios bruscos.
Los investigadores no conocen exactamente la causa de estas transiciones bruscas entre un clima frío y un clima caliente producidas hace 14700 y 11700 años. Sin embargo, los testigos de hielo indican que ambas siguieron un patrón similar (según los isótopos de oxígeno-18 e hidrógeno pesado, deuterio, encontrados en el hielo). Los investigadores sospechan que las latitudes altas del hemisferio sur y los océanos tropicales se calentaron porque decreció la circulación de aire y agua en el Atlántico Norte. Este calentamiento tropical del Hemisferio Sur pudo inducir un desplazamiento hacia el norte del punto en el que se unen las grandes corrientes de viento del Noreste y Sureste. Esto conllevó monsones más intensos en el Pacífico y un clima más húmedo en Asia. De esta forma, menos polvo es levantado hacia la atmósfera y más partículas de polvo son extraídas de ella gracias a la lluvia y depositadas en tierra. De hecho, los testigos de hielo muestran que los niveles de polvo cambiaron bruscamente sobre Groenlandia. Los datos experimentales sugieron que el aire se hizo más caliente y más húmedo, luego más cantidad de nieve cayó sobre Groenlandia, alterando el grosor de su capa de hielo. Por supuesto, por ahora, este escenario es mera especulación y tendrá que ser confirmado por estudios posteriores.
Como se indica en “Ice Cores show abrupt climate changes,” del Niels Borh Institute, de la University of Copenhagen, a la que pertenece el equipo investigador, la capa de hielo en Groenlandia se forma a partir de la nieve que año tras año es retenida y compactada. La capa que se forma cada año nos habla del clima en los años en que cayó dicha nieve. Por ello, el hielo ártico es un testigo fiel del clima del pasado. Los paleoclimatólogos pueden estudiar en él el clima de los últimos 125000 años.
Los investigadores han encontrado que la última era de hielo en el hemisferio norte acabá violentamente con fluctuaciones que consistieron en dos periódos cálidos interrumpidos por sendos periódos fríos. El primer cambio abrupto hacia un clima más cálido se produce hace 14700 años, provocando que la temperatura sobre Groenlandia subiera más de 10 grados. Los humanos de la Edad de Piedra lograron en dicha época “conquistar” Europa del Norte y Escandinavia. Pero no por “mucho” tiempo, ya que la edad de hielo retornó hace unos 12900 años con un nuevo periodo de frío severo que duró hasta hace 11700 años, cuando finalizó de forma increíblemente rápida.
Uno de los éxitos de Google fue el uso de robots de búsqueda automática. Michael Imbeault, canadiense, ha desarrollado un periódico de noticias científicas basado en un robot o buscador automático. Fundamentalmente busca en Google News y en Yahoo News. http://esciencenews.com. Lo lanzó hace un mes y ya tiene 5000 visitas diarias.
Este tipo de buscadores automáticos de noticias no generan nuevas noticias, por lo que han de basarse en quienes de verdad las generan (CNN.com, MSNBC.com), pero de forma automática construyen el titular, ordenan las noticias por importancia y/o interés, clasifican éstas en grupos relacionados (en función de la co-ocurrencia de palabras entre ellas), y usan técnicas estadísiticas BAYESIANAS para asignar los artículos automáticamente a categorías como Astronomía, Salud o Clima. El orden o ranking de las noticias se basa en su fecha, el número de sitios web que las citan, y otros factores relacionados cno su importancia.
Obviamente, Google News y Yahoo News no contienen todas las noticias científicas del mundo, limitándose a sitios tan famosos como Nature News, la sección de ciencia de The New York Times, páginas de noticias de universidades y centros de investigación, como la NASA, etc. Pero Michael Imbeault ha prometido extender estos sitios poco a poco hasta cubrir la “Google-Internet” (la parte de la web alcanzable mediante buscadores).
Imbeault, como no puede ser menos para una “animal” universitario, quiere aplicar técnicas de Web Semántica (Web 3.0) para obtener un mejor significado de los contenidos de los textos de las noticias. ¡Qué tenga suerte!
Permítaseme citar algunos párrafos de “La burbuja del crudo terminará por estallar,” por Carmen Ramos para Mercados, Suplemento Dominical de El Mundo, 22 de junio de 2008 : “La imparable subida del precio del barril de petróleo se traslada a todos los sectores, reduce el poder adquisitivo y genera inflación (…) El incremento de demanda de crudo, por el despertar de las economía asiáticas, ha generado parte del alza de su precio, pero en buena medida se debe a la especulación (…) a diario en el Nymex, el mercado de futuros de la Bolsa de Nueva York, el volumen de barriles negociados es seis veces mayor que el consumo mundial (…) la OPEP, Organización de Países Exportadores de Petróleo, resalta que la oferta de crudo supera en 1,5 millones de barriles a la demanda (…) cada día son más las voces que alertan de una posible burbuja, de un exceso que, como todos, terminará por estallar y el precio caerá en picado.” Las primeras señales de una próxima bajada están ya en las noticias : “China bajará el consumo ya que van a disminuir las subvenciones a la gasolina y el gasóleo (…) Arabia Saudí ha anticipado un incremento de la producción de 200.000 barriles diarios en julio, que se suma al aumento de 300.000 que ha efectuado este mes. Una decisión encaminada a frenar la subida de precios y que, tal vez, se deba al temor a que se esté generando esa burbuja.”
Pero, ¿realmente nos encontramos ante una burbuja especulativa? Sólo los modelos matemáticos de los economistas pueden afirmarlo. Cual Nostradamus o Rapel me he atrevido a realizar una predicción en Menéame: “Confirmado: los precios del petróleo bajaran a partir de julio.” Copio aquí “Economistas especialistas en el modelado de burbujas económicas basadas en la especulación de precios han confirmado, por un lado, que la actual escalada de precios del petróleo (desde 2006) es una burbuja y, por otro, han predicho que el máximo está a punto de ser alcanzado (si no lo ha sido ya). Buenas noticias para todos.” Podéis leer los comentarios, la mayoría criticando mi predicción. Sólo el tiempo lo dirá. Por ahora os comento que “El modelo de los autores ha sido confirmado en las tres últimas burbujas (desde 1996). Por supuesto, “he buscado un titular “políticamente incorrecto”.”
En realidad el modelo matemático de burbujas especulativas no ha sido desarrollado por economistas sino por físicos que se dedican a la sociofísica. El artículo “The 2006-2008 Oil Bubble and Beyond,” D. Sornette, R. Woodard, and W.-X. Zhou, ArXiv preprint, 6 June 2008 , analiza los precios del petróleo en dólares y euros diagnosticando un crecimiento más que exponencial, que los autores achacan a una burbuja especulativa. El modelo de los autores ha sido capaz de predecir “a toro pasado” las 3 burbujas más importantes desde 1996, la burbuja de las .com (punto-com o dot-com) que culminó en el 2000, la burbuja inmobiliaria norteamericana que culminó a mediados de 2006, y el boom de las hipotecas “basura” (subprime) de 2007. Julio de 2008. De hecho la figura 2 del artículo no aclara si es en junio o julio de 2008, casi igualmente probables. Todo depende de exactamente qué mes empezó la burbuja. Lo que es difícil de estimar.
¿Cuándo predice el modelo que la burbuja alcanzará su valor pico y empezará a decrecer el precio del petróleo? Depende de cuándo empezó la burbuja, algo que no es fácil de determinar. La figura 2 del paper sugiere de junio a julio de 2008 , pero no aclara exactamente cuándo. Dado que a principios de junio no se ha producido aún y el precio del crudo sigue creciendo, mi “apuesta” es que a principios de julio próximo, el crudo empezará a decrecer de precio. ¿Cómo será el descenso de precios? Si “acierto”, será “de caerse por un precipicio”. Por el bien de la economía de nuestro país, espero acertar el augurio.
El número de junio de la revista Discover, que he adquirido como lectura en mi viaje de retorno desde Venezuela, presenta brevemente una noticia que me ha parecido interesante comentar aquí. La noticia ha tenido cierto éxito en Menéame. “En marzo de 2008, Tsen ha demostrado que los virus del sida se pueden destruir mediante resonancia utilizando láseres a la frecuencia adecuada, igual que una cantante de ópera es capaz de destruir un vaso entonando una nota. Mediante diálisis de la sangre del paciente, se somete ésta al láser, se destruyen los virus, y se reintroduce en el cuerpo del paciente. Quizás en 10 años tengamos un nuevo tratamiento contra el sida.”
El artículo técnico es K. T. Tsen, S.-W. D. Tsen, et al. “Selective inactivation of human immunodeficiency virus with subpicosecond near-infrared laser pulses,” J. Phys.: Condens. Matter, Vol. 20, No. 25, pp. 252205-8, 25 June 2008, donde se demuestra por primera vez cómo el virus del sida (virus de inmunodeficiencia humana o VIH) puede ser inactivado mediante irradiación con pulsos láser de media potencia en el régimen de subpicosegundos y con frecuencia en el infrarrojo cercano. Este tipo de pulsos, en estos primeros estudios, resultan inofensivos para los glóbulos rojos y otras células de la sangre (aunque esto tendrá que confirmarse en futuros estudios). Este descubrimiento puede tener importantes aplicaciones en el desarrollo de técnicas láser para la desinfección de productos e instrumentos clínicos posiblemente infectados con sangre seropositiva o infectada.
En estudios previos, K. T. Tsen, S.-W. D. Tsen, et al. “Inactivation of viruses with a femtosecond laser via impulsive stimulated Raman scattering,” Proc. SPIE, Vol. 6854, 68540N, 2008, los autores presentaron el uso de láseres de femtosegundos en el rango visible y de muy baja potencia para la inactivación (destrucción) de virus como el bacteriófago M13. Usaron para ello luz con longitud de onda de 425 nm. en modo pulsado con pulsos de 100 fs. de anchura, con una potencia igual o mayor de 50 MW/cm². El nombre técnico del procedimiento es Dispersión Raman Estimulada a Pulsos (Impulsive Stimulated Raman Scattering, ISRS). Como la frecuencia de la luz utilizada está en el infrarrojo cercano, se espera que el daño en ácidos nucleicos (ADN o ARN) y aminoácidos (proteínas) sea mínimo.
En el trabajo de inactivación del SIDA se ha utilizado un láser con una longitud de onda de 1.55 µm. en modo pulsado a una tasa de repetición de 500 kHz y pulsos de 5 µJ. que es inyectado en una fibra óptica no lineal que genera segundos armónicos (second harmonic output), es decir, pulsos de frecuencia 776 nm. de unos 1.4 µJ. de potencia con una anchura de 500 fs. Los autores han encontrado que una muestra (in vitro y removida) sometida a estos pulsos láser ultracortos pierde alrededor del 80% de su carga de virus VIH. Obviamente no es suficiente para superar los estándares que requiere una aplicación terapéutica, lo que requerirá varios años de estudio.
¿Cómo se produce la inactivación de los virus gracias al láser? Los autores creen que el láser induce la ruptura de la cápsula proteica (cápside) del virus, que para el virus VIH tiene un diámetro de 0.1 µm. Un glóbulo rojo tiene forma de donut (de agujero relleno) de unos 10 µm. de diámetro y 2 µm. de grosor. Por tanto, es de esperar que el efecto del láser sobre estas células sea mínimo. Algo que habrá que ratificar en estudios posteriores.
Muchos tenemos la experiencia de haber observado cómo se generan formas poligonales cuando se deforma la pared de una botella de plástico ante cargas puntuales. El artículo de Ashkan Vaziri and L. Mahadevan, “Localized and extended deformations of elastic shells,” PNAS, vol. 105, no. 23, pp. 7913-7918, June 10, 2008, presenta un modelo matemático (ecuación) de cómo se realiza este proceso de generación de patrones poligonales. En el artículo se comparan los resultados de simulaciones numéricas con resultados experimentales ante cargas puntuales (aplicar una fuerza de compresión sobre la botella concentrada como la producida cuando se aplica presión con un lápiz puntiagudo, figura A).
Estas formas poligonales son debidas a la respuesta mecánica no lineal de superficies elásticas curvadas cuando se les aplica una fuerza externa localizada. Dependiendo de las curvaturas (geométricas) intrínsecas (locales) de la superficie, se obtienen diferentes formas (patrones) para la superficie deformada. Para superficies con curvatura gaussiana cero o positiva, aparecen estructuras “poligonales” (facetadas) que se organizan en un conjunto de patrones localizados intrincados, presentando transiciones de histéresis entre múltiples estados metaestables. Por el contrario, cuando la curvatura gaussiana es negativa la superficie se deforma de forma no local a lo largo de líneas características que se extienden a lo largo de toda la superficie. Los autores presentan ecuaciones matemáticas y resultados numéricos que permiten entender estos dos tipos de comportamiento, permitiendo clasificarlos en función de ideas geométricas muy sencillas.
La figura A muestra que conforme el desplazamiento de al punta del lápiz que aplica la presión aumenta, la botella primero se “hunde” con una hueco circular, que pierde la simetría local para transformarse en una forma poligonal con 3 vértices (triángulo). Si se sigue aplicando la presión con el lápizse forman polígonos con un mayor número de lados y vértices. Los investigadores han resuelto las ecuaciones en derivadas parciales elípticas no lineales para la deformación de la superficie usando el método de elementos finitos con el programa comercial ABAQUS, partiendo de la geometría de la figura B, obteniendo los resultados numéricos mostrados en la figura C. Suponiendo que el material deformado tiene un grosor t y una curvatura (sin deformar) R, los autores han estudiado el rango 0.0005 < t/R < 0.01. Para el casquete esférico la curvatura gaussiana es positiva.
Como muestra la figura F, el casquete esférico primero se deforma axisimétricamente con un comportamiento lineal entre la fuerza aplicada (F/Et²) y el desplazamiento debido a la presión de la punta normalizado respecto al radio de curvatura (Z/R). Pero cuando la deformación es similar al grosor del casquete, la respuesta se vuelve no lineal. Si se seguimos presionando, aparece una deformación con una forma básicamente circular. Cuando seguimos presionando más, la forma circular pierde estabilidad, produciéndose una transición a un modo asimétrico, que muestra simetría triangular. Si seguimos aplicando la presión se producen sucesivas transiciones bruscas hacia formas con simetría de 4 y 5 lados. Múltiples formas poligonales con un número variable (creciente) de vértices (ver también figura C). Cada transición está marcada por una bifurcación que convierte un vértice en dos. Cuando decrementa la presión de la punta del lápiz, la deformación de la superficie sigue la curva roja en la figura F, es decir, se produce un fenómeno de histéresis (múltiples estados estables cuyo valor depende de cómo son alcanzados).
¿Por qué ocurre esto? Porque las deformaciones casi-inextensibles del casquete son energéticamente preferibles cuando se cambia de número de vértices, ya que se estira la superficie sólo en las cercanías de estos vértices y en las líneas que los conectan y el resto de la superficie permanece en gran parte sin deformar (facetas planas). De esta forma, la superficie se deforma en una pirámide n
