Ojos de “camaleón” en un pez pelágico de cabeza transparente

dibujo20090224videoframemacropinnamicrostomadepth744mEl “mar abierto” (la zona pelágica del océano) nos reserva muchos misterios aún por desvelar. Esta región del océano donde el agua no cubre la plataforma continental está repleta de organismos llamados pelágicos. Se estima que es la región de mayor biodiversidad de la Tierra. La zona más estudiada es la epipelágica (desde la superficie hasta los 200 m.) donde hay suficiente luz para que las plantas realicen la fotosíntesis y donde se concentran la mayoría de los organismos pelágicos conocidos. La zona mesopelágica (desde los 200 m. hasta los 1000 m.) es una zona de penumbra donde penetra un poco de luz, pero es insuficiente para la fotosíntesis. Una región prácticamente desconocida que el grupo de investigación de Bruce Robison del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey (Monterey Bay Aquarium Research Institute o MBARI) está estudiando desde hace 10 años con cámaras submarinas montadas en pequeños submarinos controlados por control remoto. Las sorpresas que han encontrado son increíbles.

En el año 2004 observaron en vivo y capturaron para el laboratorio varios peces de la especie Macropinna microstoma, llamados “spookfish” en inglés, sin nombre popular en español. A la izquierda tenéis una foto. Este pez con cabeza “transparente” fue descubierto en 1939 en capturas con redes. Hasta 2004 no se supo que tenía una cabeza transparente ya que su tejido es frágil, colapsaba con el cambio de presión y se rompía durante su captura con redes.

¿Por qué tienen sus ojos protegidos por una membrana “cabeza”? Se cree que para permitirles alimentarse de sifonóforos, unos celentéreos (medusas) que viven en colonias y que presentan muchísimos tentáculos venenosos que podrían dañarle sus ojos cuando se alimenta.

¿Pero cómo se alimenta si tiene los ojos mirando hacia arriba (figura A arriba)? ¿Cómo ve su comida? Encima de la boca, delante de la cabeza, tiene dos glándulas olfativas (que parecen ojos en la figura de abajo y le dan una “pose” triste). Se pensaba que las utilizaba para comer y que los ojos eran para defenderse de los predadores.

La “paradoja” para los biólogos se resolvió en 2004 gracias a las imágenes en vídeo del MBARI. Las cámaras submarinas se acercaron a uno de estos peces y el pez movió los ojos, dirigiéndolos hacia adelante en dirección a la cámara (figura B arriba). Para los científicos fue una gran sorpresa comprobar que la gran y compleja musculatura de estos ojos tubulares (documentada desde 1942) tenía una justificación obvia: rotar los ojos para poder mirar hacia adelante mientras se está comiendo. El artículo técnico es Bruce H. Robison, Kim R. Reisenbichler, “Macropinna microstoma and the Paradox of Its Tubular Eyes,” Copeia 2008, No. 4, 780-784 . Cuatro años de espera para que el “secreto” de los ojos de estos peces haya sido publicado.

Escribo esta entrada porque ha sido portada de Menéame “Resuelven el misterio del pez de cabeza transparente,” enlazando al artículo del periodista Antonio Martínez Ron. La noticia presenta ciertas imprecisiones, no es completamente cierto que “Acaban de resolver uno de los enigmas que intrigaba desde hacía años a los biólogos marinos: la utilidad de la cabeza transparente del pez Macropinna microstoma y sus ojos tubulares.”  Tampoco que “los investigadores han llegado a la conclusión de que este mecanismo le permite aumentar su ángulo de visión y detectar mejor a sus depredadores.” Al menos no es lo que afirman los investigadores en su artículo técnico. De todas formas, el vídeo de youtube que acompaña a la entrada de Antonio merece la pena. Así que lo repito aquí.

“Leer el pensamiento” utilizando luz infrarroja

Te dan a elegir entre dos bebidas (por ejemplo, Coca Cola y Pepsi Cola). Antes de que pronuncies tu respuesta, el espectroscopio de infrarrojo cercano que te han conectado en la frente “lee tu pensamiento” y en un 80% de los casos acierta tu respuesta. Así lo han demostrado dos científicos canadienses, Sheena Luu, alumna de doctorado, y su director de tesis Tom Chau, de la Universidad de Toronto. Han utilizado una nueva técnica para observar el cerebro en funcionamiento de forma no invasiva, sin riesgos para la salud y relativamente barata que se llama espectroscopía en el infrarrojo cercano (Near-infrared spectroscopy o NIRS) que han aplicado a la imaginería del cortex prefrontal. La técnica permitirá “leer el pensamiento” al menos en los procesos de toma de decisión evaluados experimentalmente. El estudio ha utilizado nueve personas, a las que se les ha pedido que eligieran entre dos bebidas diferentes (no, no han utilizado Coca Cola y Pepsi Cola, pero podrían haberlo hecho).

dibujo20090222oprismlabheadLa noticia ha aparecido en muchos medios, yo destacaría a Tami Freeman “Optical imaging: reading your mind?,” Medical Physics Web, IOP, Feb 13, 2009 . El artículo técnico, para los interesados en los detalles del estudio, es Sheena Luu, Tom Chau, “Decoding subjective preference from single-trial near-infrared spectroscopy signals,” Journal of Neural Engineering 6: Art. No. 016003, 2009 (otra página de Tom Chau).

La diferencia entre esta nueva técnica y otras similares es que requiere un entrenamiento mínimo. Otros sistemas requieren que la persona piense que realiza cierta acción (un cálculo mental, por ejemplo) que no tiene nada que ver con su toma de decisión. Dicho pensamiento activa gran número de áreas cerebrales y facilita el reconocimiento de la decisión tomada. Es una lectura de pensamiento “forzado,” que dificulta el uso de dichos sistemas con niños pequeños y en personas con dificultades de aprendizaje. En el nuevo sistema esto no es necesario. Tom Chau se ha especializado en dispositivos “pediátricos” para niños con discapacidades y este requisito es fundamental en su trabajo. En palabras de Luu: 

This is the first system that decodes preference naturally from spontaneous thoughts,” said Sheena Luu. “When your brain is active, the oxygen in your blood increases and, depending on the concentration, it absorbs more or less light,” Luu explained. “In some people, certain parts of their brains are more active when they don’t like something, and in some people they’re more active when they do like something.”

Preference is the basis for everyday decisions,” she explained. When children with disabilities can’t speak or gesture to control their environment, they may develop a learned helplessness that impedes development. “If we limit the context – limit the question and available answers, as we have with predicting preference – then mind-reading becomes possible.”

¿Para qué sirve este estudio? Los interfaces cerebro-ordenador (brain-computer interface o BCI) son importantes para decodificar los procesos cerebrales de toma de decisiones con objeto de ayudar a las personas discapacitadas, tanto los que tienen problemas para comunicarse como los que tienen problemas de movilidad. Este tipo de sistemas ayudarán a que puedan controlar, por ejemplo, el teclado de un ordenador o el ratón para poder navegar por internet. 

¿Cuál es la gran ventaja del nuevo estudio? Ya hay otros sistemas que hacen lo mismo, pero son mucho más caros y es muy difícil que sean portátiles. Un sistema óptico como el NIRS podría ser incorporado fácilmente a un teléfono móvil o a una PDA y ampliaría enormemente las posibilidades de comunicación de muchos discapacitados.

¿Cómo es el sistema? Es una banda elástica que se acopla en la cabeza a la altura de la frente que tiene una red de fibras ópticas que emiten en luz infrarroja directamente hacia el cortex prefrontal del cerebro. La banda contiene 16 diodos emisores en parejas de dos, uno emitiendo a 690 nm y otro a 830 nm, y tres detectores asociados. Los 48 canales de información se inyectan a un software de tratamiento de señales que es la parte fundamental del lector de pensamiento. Para cada uno de los 9 participantes, realizaron 60 pruebas. Las 4 primeras eran para enseñar al sistema a reconocer cada decisión y las 56 restantes se usaron para verificar el estudio. Un 80% de aciertos no está nada mal. Sheena Luu defenderá su tesis doctoral próximamente.

Las revistas internacionales son muy caras: qué pueden hacer los científicos al respecto

Mucho se ha escrito sobre lo caras que son las subscripciones a revistas internacionales. Más aún, en plena crisis financiera. Muchas universidades están prescindiendo de sus subscripciones a algunas revistas y/o paquetes de revistas. ¿Por qué son tan caras las revistas? Son un negocio. ¿Se podrían vender a un precio mucho más barato? Sí, sin lugar a dudas, pero las editoriales perderían beneficios. ¿Qué pueden hacer los científicos al respecto? Poco o mucho según se mire. Si eres un científico de renombre y quieres crear una revista internacional, piénsatelo bien y opta por autoeditartela o recurrir a una editorial sin ánimo de lucro. Haberlas ailas. Si eres científico que quieres publicar un artículo en una revista, a similar índice de impacto y adecuación a tu artículo, elige la que tenga la subscripción más barata. ¿Dónde comprobarlo? Ulf Rehmann recopila todos los años un listado de precios de subscripción a revistas de matemáticas (el actual es el de 2008) “Math Journal Price Survey, based on AMS 2008 data ordered by Price per Page.” Como nos comenta el propio autor al respecto, Ulf Rehmann (Bielefeld, Alemania), 2003:

Scientists are writing the content, scientists have developed and are maintaining the tools (like TeX) to format the content, and provide printer-ready work, do the peer review for free, give it for free to the publishers, and then buy it back from them for an incredible amount of money. (…) It is possible to produce high ranked journals for as little as 15 US Cents/page or less (Annals of Mathematics, Documenta Mathematica) and to broadcast them for free on the Internet, there are journals charging 4 US Dollars and more per page!

Os recomiendo la lectura de Joan S. Birman, “Scientific Publishing: A Mathematician’s Viewpoint,” AMS Notices, 47: 770-774, 2000 , que leí ya hace años y del que traduzco un extracto junto a algunos comentarios de propia cosecha.

La revista de la Association for Logic Programming (ALP) era publicada (hasta noviembre de 1999) por la gran editorial Elsevier con el nombre Journal of Logic Programming (JLP). La revista había pasado de 0.28 $/página en 1984 a 0.88 $/página en 1999. Un incremento que le pareció excesivo a la ALP quien quiso negociar el precio de la subscripción (a la baja) con Elsevier. Tras 16 meses de negativas, todos los 50 miembros del comité editorial renunciaron. La asociación fundó una nueva revista Theory and Practice of Logic Programming (TPLP) que es publicada por Cambridge University Press. El precio de la subscripción se redujo en un 55%. Elsevier creó a su vez otra revista de corte similar The Journal of Logic and Algebraic Programming (JLAP) para no perder negocio, claro.

¿Quiénes estaban en el comité editorial de JLP que renunció? Alain Colmerauer (Universidad de Marsella, Francia), creador de Prolog, Robert Kowalski (Imperial College, Londres), creador del paradigma de programación lógica, Jeff Ullman (Universidad de Stanford, EEUU), el informático más citado en el mundo, o John McCarthy (Universidad de Stanford, EEUU), uno de los fundadores del campo de la Inteligencia Artificial y ganador del premio Turing.

¿Cómo están ambas revistas en este momento? Muy similares tanto en índice de impacto (JLAP 0.873 y TPLP 0.778 en JCR-2007), como a número de artículos publicados al año (JLAP algo más que TPLP) y en general en cuanto a prestigio (creo yo; yo no trabajo en programación lógica). Pero en cuanto a precio, la subscripción institucional a JLAP vale 1201$/año (en 2008) y a TPLP vale 540$/año (en 2009). ¡Gran diferencia! ¿Debería un autor tener en cuenta este dato? La mayoría no lo hará. Yo creo que muchos enviarán el artículo a una y si se lo rechazan lo enviará a la otra (con los cambios oportunos).

Imagina que un grupo de científicos quieren crear una revista. ¿Qué pueden hacer? Contactar con una editorial (grande o pequeña) quien pondrá el precio de la subscripción. ¿Y si quieren que la revista sea lo más barata posible? Autoeditarse su propia revista mediante una organización sin ánimo de lucro. El mejor ejemplo, la editorial Mathematical Sciences Publishers que se creó en la Universidad de Warwick para fundar la revista Geometry and Topology (G&T) y ahora tienen 8 revistas. Sus precios de subscripción son los más bajos posibles:

MSP is a non-profit organization, run by and for mathematicians, which is dedicated to publishing journals and books at the lowest possible cost and distributing them to the mathematical sciences community as freely as possible. (…) Subscription costs will be kept as low as possible consistent with our aims, with a price structure which comprises a basic charge for electronic subscription plus a small additional charge (to cover the extra costs) for paper copy.

Editar una revista en papel y online es caro. La subscripción a G&T en papel es de 380$ (en 2008) y online de 250$ (en 2008). El volumen de 2008 fueron unas 2600 páginas luego son unas 0.15 $/página. Que no está nada mal.

Por cierto, ¿qué cobra el editor principal de una revista internacional? Normalmente la editorial les pone un administrativo (o secretaria) y les paga un sueldo entre 6000 $ y 22500 $ al año por su labor.