Premios Ig Nobel 2012

Como todos los años, anoche en la Universidad de Harvard se celebró la ceremonia de entrega de los Premio Ig Nobel 2012. Destaca el Premio Ig Nobel de Neurociencia concedido a Craig Bennett, Abigail Baird, Michael Miller, y George Wolford [EEUU],  por demostrar que las técnicas de imagen por resonancia magnética funcional (fRMI) que se utilizan para caracterizar la actividad del encéfalo (cerebro) producen falsos positivos al ser aplicadas a un salmón muerto. Craig M. Bennett, Abigail A. Baird, Michael B. Miller, and George L. Wolford, “Neural Correlates of Interspecies Perspective Taking in the Post-Mortem Atlantic Salmon: An Argument For Multiple Comparisons Correction,” Journal of Serendipitous and Unexpected Results 1: 1-5, 2010.

También quiero descatar el Premio Ig Nobel de Acústica que han recibido Kazutaka Kurihara y Koji Tsukada [Japón] por crear SpeechJammer, un dispositivo capaz de interrumpir el discurso de una persona mediante un procedimiento muy sencillo, hacerle escuchar sus mismas palabras con un ligero retraso. El artículo técnico es reciente, Kazutaka Kurihara, Koji Tsukada, “SpeechJammer: A System Utilizing Artificial Speech Disturbance with Delayed Auditory Feedback,”  arXiv:1202.6106, Feb. 28, 2012.

En este blog ya hemos hablado del trabajo que ha recibido el Premio Ig Nobel de Física, desarrollado por Joseph B. Keller [EEUU], por un lado, y por Raymond Goldstein [EEUU], y Patrick Warren y Robin Ball [Gran Bretaña] por otro, sobre “la descripción matemática de la forma de un peinado tipo cola de caballo y sus implicaciones para la industria textil, la animación por ordenador y los productos de cuidado personal.” Recomiendo consultar mi artículo en este blog “La matemática del peinado de cola de caballo publicada en un artículo de Physical Review Letters,” sobre el trabajo de Raymond E. Goldstein, Patrick B. Warren, and Robin C. Ball, “The Shape of a Ponytail and the Statistical Physics of Hair Fiber Bundles,” Phys. Rev. Lett. 108, 078101, February 13, 2012 [preprint gratis]. El artículo del genial Joseph B. Keller es “Ponytail Motion,” SIAM Journal of Applied Mathematics 70: 2667–72, 2010 (este artículo no tiene ninguna figura, solo matemáticas elementales sobre ecuaciones de ondas).

El Premio Ig Nobel de Física de Fluidos ha sido concedido a Rouslan Krechetnikov [Rusia] y Hans Mayer [EEUU] cómo afecta la biomecánica al caminar y las fluidomecánica del café (o té) en que éste se derrame. En este blog ya le dedicamos una entrada “Por qué se derrama el café de la taza al caminar con ella en la mano,” que recomiendo a los interesados en más detalles. El artículo técnico es H. C. Mayer and R. Krechetnikov, “Walking with coffee: Why does it spill?,” Phys. Rev. E 85: 046117 (2012).

El Premio Ig Nobel de Psicología ha sido para Anita Eerland y Rolf Zwaan [Holanda], y Tulio Guadalupe [Perú, Rusia, y Holanda] por su estudio sobre cómo influye en la estimación de la altura de la Torre Eiffel de París la postura que tiene la persona que mira. El artículo técnico es Anita Eerland, Tulio M. Guadalupe and Rolf A. Zwaan, “Leaning to the Left Makes the Eiffel Tower Seem Smaller: Posture-Modulated Estimation,” Psychological Science 22: 1511-1514, 2011.

El Premio Ig Nobel de la Paz para la compañía rusa SKN que afirma haber desarrollado una técnica para convertir antiguas municiones rusas en diamantes. La web de la empresa es http://www.skn-nd.ru/products_en.html.

El Premio Ig Nobel de Química lo ha obtenido Johan Pettersson [Suecia] por resolver el misterio de por qué se le ponía verde el cabello a las personas que vivían en ciertas casas de la ciudad de Anderslöv, Suecia, resulta que las tuberías que llevaban agua hasta la ducha eran de cobre y el agua caliente eliminó el recubrimiento que las protegía. La noticia apareció en “‘New homes’ turn Swedes’ hair green,” The Local, 17 Dec. 2011.

El Premio Ig Nobel de Literatura ha sido concedido a la Oficina de Contabilidad General (General Accountability Office) del Gobierno de los Estados Unidos por su retórica propia de Groucho Marx: la emisión de un informe acerca de los informes sobre los informes, que recomienda la preparación de un informe sobre el informe acerca de los informes sobre los informes. Te sorprenderás si buscas la palabra “report” en este documento “Actions Needed to Evaluate the Impact of Efforts to Estimate Costs of Reports and Studies,” US Government General Accountability Office Report GAO-12-480R, May 10, 2012.

El Premio Ig Nobel de Anatomía (debería haber sido de Etología) lo han recibido Frans de Waal [Países Bajos] y Jennifer Pokorny [Estados Unidos] por descubrir que los chimpancés pueden identificar a sus congéneres con solo ver las fotografías de sus traseros en la pantalla de un ordenador (los humanos no podemos hacerlo y los reconocemos por sus caras). El artículo técnico es Frans B.M. de Waal, Jennifer J. Pokorny, “Faces and Behinds: Chimpanzee Sex Perception,” Advanced Science Letters 1: 99–103, 2008.

Y el Premio Ig Nobel de Medicina es para Emmanuel Ben-Soussan y Michel Antonietti [Francia] por estudiar cómo evitar las explosiones de gas durante las colonoscopías; la aplicación de calor durante la exploración en el colonoscopio y el oxígeno del aire, combinados con un combustible, hidrógeno o metano, producido por la fermentación de carbohidratos no digeridos, que realizan las bacterias del colón, provoca de vez en cuando explosiones de gas que son peligrosas tanto para el paciente, como para el doctor. Sus artículos técnicos son Spiros D. Ladas, George Karamanolis, Emmanuel Ben-Soussan, “Colonic Gas Explosion During Therapeutic Colonoscopy with Electrocautery,” World Journal of Gastroenterology 13: 5295-5298, 2007, y E. Ben-Soussan, M. Antonietti, G. Savoye, S. Herve, P. Ducrotté, and E. Lerebours, “Argon Plasma Coagulation in the Treatment of Hemorrhagic Radiation Proctitis is Efficient But Requires a Perfect Colonic Cleansing to Be Safe,” European Journal of Gastroenterology & Hepatology 16: 1315-1318, 2004.

Este año hemos acertado en este blog dos premios Ig Nobel, lo que no está mal. Ya veremos cómo se nos da el próximo.

PS (24 sep 2012): Mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, Onda Cero, trató de este tema; puedes escuchar el audio siguiendo este enlace.

Entrada autorreferencial: Recopilación de los Ig Nobel de 2008 en la Mula Francis

Los Premios Nobel Ig de 2009 se anunciarán en la ceremonia que se celebrará el próximo jueves, 1 de octubre, a las 7:30 PM, hora de la costa este norteamericana. Dedicaré en este blog una entrada a los premios más interesantes, como ya hice el año pasado. Para abrir boca, os recuerdo las entradas del año pasado (quizás algún lector reciente no las haya leído o algún otro quiera releerlas).

2008 Ig Nobel, Paz: La dignidad y los sentimientos de nuestras amigas las plantas, 8 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Arqueología: El armadillo “arqueólogo” como pesadilla para el arqueólogo humano, 8 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Medicina: La importancia del precio de un medicamento en su eficacia terapéutica, 7 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Ciencias cognitivas: Hasta una protozoo puede encontrar el camino más corto en un laberinto, 6 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Economía: las bailarinas topless deberían evitar la píldora para lograr mayores propinas, 6 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Física: El enredo espontáneo de lo enredable o no le dejes el ovillo de lana al gato, 5 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Biología: Las pulgas de los perros son mejores saltadoras que las pulgas de los gatos, 5 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Literatura: “Eres un bastardo” o el acaso laboral en el trabajo, 5 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Química: Coca-Cola y Pepsi-Cola, los anticonceptivos del pobre, 4 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Nutrición: El sonido “crujiente” y el disfrute de una patata frita, 3 Octubre 2008

2008 Ig Nobel, Paz: La dignidad y los sentimientos de nuestras amigas las plantas

“La aventura de las plantas” era una serie documental cuya banda sonora fue compuesta por Joël Fajerman. Era un sonido “new age” mucho antes de que este tipo de música fuera calificada así. Confieso que me gustaba la música electrónica (y me sigue gustando, pero ya sólo los “clásicos”) y me compré la BSO para poder disfrutarla.

La experiencia de muchos horticultores y aficionados a la jardinería indica que el crecimiento y la salud de las plantas se ve influida por la música. Las plantas son seres vivos que responden al ambiente en el que crecen. Un ambiente relajado (con música clásica) les va mejor que un ambiente “ruidoso” (con música rock), como han probado ciertos estudios. ¿Tienen sentimientos las plantas? ¿Debemos respetar a las plantas como seres vivos?

Los suizos están avanzados en muchas cosas, por ejemplo, en promulgar los derechos de las plantas. El Comité Ético Federal Suizo en Biotecnología No-Humana (Swiss Federal Ethics Committee on Non-Human Biotechnology, ECNH) y con él los ciudadanos suizos han adoptado el principio legal de que las plantas tienen dignidad, que ha de ser respetada por todos, como seres vivos que son. El documento resumen “The Dignity of Living Beings With Regard to Plants. Moral Consideration of Plants for Their Own Sake” está muy bien ilustrado y merece la pena leerlo. Aunque sólo sea por curiosidad.

Algunos puntos expuestos en el documentos son los siguientes: 1. Los miembros del Comité consideran que dañar arbitrariamente (sin causa) a las plantas es moralmente no permisible. Por ejemplo, cortar una flor a una planta en la calle sin razón racional. 2. Los dueños de las plantas no son dueños absolutos de ellas (por razones morales, como no lo somos de nuestros hijos). 3. La modificación genética de las plantas debe realizarse bajo límites bioéticos bien consensuados, sólo permisible si es para preservar su biodiversidad. 4. No se pueden patentar plantas, ya que viola su dignidad.

Tenemos que alimentarnos de las plantas, pero también lo hacemos de las vacas o de los cerdos. Debemos respetar la dignidad de estos seres vivos que comparten con nosotros el viaje de la Tierra por los confines del Universo.

Nota: Por cierto, nunca he entendido los Premios Nobel de la Paz y tampoco los Premios Ig Nobel de la Paz. Supongo que serán necesarios, pero el beneficio que de ellos hacen “personajes” como Al Gore no es de mi agrado (aunque lo será de muchos de vosotros, lo siento por disentir). Este es el último Premio Ig Nobel que me queda por comentar. Ya no os daré más la barrila con estos premios, hasta el próximo año.

2008 Ig Nobel, Arqueología: El armadillo “arqueólogo” como pesadilla para el arqueólogo humano

¿Cómo interpreta un arqueólogo la antigüedad de los objetos o restos que encuentra? Como un agente del CSI utiliza todos los datos que tiene disponibles, pero uno de los más importantes es la posición de dichos objetos en la secuencia de estratos (estratigráfica) en el suelo: los restos más recientes están encima de los restos más antiguos. ¿Qué pasa si ciertos restos han sido movidos verticalmente por agentes externos? Por ejemplo, por animales que excaven túneles y cuevas en el suelo. Este tipo de efectos “externos” debidos a animales no han sido estudiados en detalle por los arqueólogos hasta muy recientemente.

En Brasil (y en gran parte de iberoamerica) el animal “enemigo” número uno del arqueólogo es el armadillo. Los armadillos, cual arqueólogos, tienen cierto “gusto” por los restos de culturas del pasado, especialmente tiestos y otros objetos cerámicos. Estos objetos son cambiados de estrato, tanto hacia arriba como hacia abajo por los armadillos, lo que puede confundir el análisis estratográfico del arqueólogo humano.

Los investigadores brasileños Astolfo G. Mello Araujo, y José Carlos Marcelino, “The Role of Armadillos in the Movement of Archaeological Materials: An Experimental Approach,” Geoarchaeology, 18: 433-460, 2003 , han tratado de estudiar experimentalmente: (1) ¿realmente mueven restos arqueológicos los armadillos? ¿preferentemente hacia arriba o hacia abajo? ¿en qué cantidades? (2) ¿pueden mezclar objetos entre diferentes estratos? ¿cuánto? (3) ¿hay algún patrón que identifique la acción de los armadillos? (4) ¿prefieren mover restos de cierto peso, tamaño o forma particulares? y (5) ¿se puede reconocer la acción del armadillo a partir de la forma en que están distribuidos los restos?

El armadillo cuya biología ha sido más estudiada es el armadillo de nueve bandas (Dasypus novemcinctus). Estos animales seleccionan lugares para vivir similares a los elegidos por los humanos: con suelos bien drenados, cerca de bancos de ríos, y alejados de las inundaciones estacionales. Es curioso que en el sureste de Brasil se les llame “profanadores de tumbas” por la costumbre de los armadillos de vivir en cementerios y cavar cuevas en las tumbas.

Para cuantificar el efecto de los armadillos sobre los restos arqueológicos, el equipo investigador realizó experimentos en el zoo de Sao Paolo, Brasil, en un depósito de restos simulado. Sin entrar en detalles sobre el estudio, podemos resumir sus conclusiones más importantes. (1) los armadillos son responsables del movimiento de restos arqueológicos, aunque lo hacen de una forma bastante aleatoria (poco predecible), (2) pueden mover los restos tanto hacia arriba (incluso hasta la superficie) como hacia abajo (incluso a gran profundidad), (3) hay ciertos patrones espaciales que permitirían reconocer la acción del armadillo, (4) no hay ninguna correlación entre el tamaño, forma, o peso de los restos y la magnitud del desplazamiento vertical u horizontal de los mismos, y (5) los restos movidos por los armadillos tienden a ser colocados con su eje mayor con un ángulo de hasta 30º respecto a la horizontal.

Se requieren más estudios para conocer mejor el efecto de los armadillos (y de otros animales) sobre los restos arqueológicos, con objeto de poder determinar mejor el contexto en el que han sido encontradas las piezas o restos y facilitar su datación e interpretación. Aún así, lo que queda claro es la afición de los armadillos por la arqueología.

2008 Ig Nobel, Medicina: La importancia del precio de un medicamento en su eficacia terapéutica

La autocuración está empezando a entrar, poco a poco, en la reino de la medicina “científica”, ya que en el campo de las medicinas alternativas ha sido utilizada desde hace siglos. Algunos han bautizado este campo como psiconeuroinmunología, el poder curativo de nuestra mente (a los interesados les recomiendo el trabajo de George F. Solomon o el de la española Avelina Pérez Bravo o el artículo sobre Autocuración en el número 3 de la revista Planeta Fascinante). Nuestro subconsciente puede favorecer que nos curemos de una enfermedad o al menos que sanemos más eficazmente. Este “poder” es canalizado por la confianza en la medicina (aunque sea un placebo) y en el médico (aunque sea un curandero). Se puede entrenar y ya hay equipos médicos por todo el mundo investigando este “peliagudo” asunto. Es como si la esperanza en curarse contribuyera a la propia curación.

La autocuración tiene muchas caras, hoy hablaremos del poder del medicamento. Jeffrey Koch es un internista con una consulta en Oklahoma y trabaja en placebos (extracto del artículo portada del número 3 de Planeta Fascinante). Ahora usa la sinceridad como arma. “Yo le voy a prescribir a usted un medicamento que es un placebo. Una pastilla que contiene azúcar, ningún otro principio activo. En la mayoría de los pacientes con su mismo probema se ha producido un descenso de la tensión arterial tras tomar estos comprimidos, así que, si le parece, podemos probar si funciona con usted”. Koch afirma que funciona en más de la mitad de los pacientes.”El paciente tiene suficiente con saber que a otros les ha funcionado […] Cuando les receto placebos a mis pacientes, me siento como un curandero…”

¿La eficacia de un medicamento depende de cuestiones comerciales, como el precio? ¿Un paciente piensa que un medicamente más caro es más eficaz? Este asunto ha sido estudiado por Rebecca L. Waber, Baba Shiv, Ziv Carmon, y Dan Ariely, “Commercial Features of Placebo and Therapeutic Efficacy,” Journal of the American Medical Association, 299: 1016-1017, March 5, 2008 , mediante el estudio de la respuesta a placebos contra el dolor (analgésicos “de azúcar”) en función de su precio.

En 2006 recrutaron a 82 voluntarios sanos en Boston, Massachusetts, que recibieron 30$ por participar. Se les informó que se les iba a utilizar de “conejillos de indias” para un nuevo analgésico opiáceo aprobado recientemente por la administración americana (Food and Drug Administration). Por supuesto, se trataba de un placebo en pastillas. A la mitad se les informó que cada pastilla costaba 2.5$ y a la otra mitad que el precio se había rebajado a 0.10$ por pastilla (sin mencionar razón alguna para la rebaja). Con el consentimiento por escrito de los participantes, se les aplicó un protocolo de respuesta la dolor, pequeños electroshocks en una muñeca (mano) cuya intensidad de dolor tenían que calibrar en una pantalla de ordenador desde “no siento dolor alguno” a “es un dolor insoportable”. No es tortura, es medicina, recuerda que las pastillas que les suministraron eran analgésicos (contra el dolor) y que recibieron 30$.

El 84.5% de los pacientes que pensaban que la pastillas costaban 2.5$ mostraron una reducción de su dolor tras tomar las pastillas, mientras que sólo el 61% de los pacientes que pensaban que costaban unos “míseros” 0.10$. La figura de arriba muestra los resultados en función del voltaje aplicado. En la figura un valor más alto significa una mayor reducción del dolor.

Estos resultados son importantes para la medicina terapéutica. Ya que se ha observado en otros estudios que la recomendación de genéricos (medicamentos más baratos) acarrea una reducción de eficacia del medicamento. ¿Es culpa de los excipientes? También se ha observado que las terapias más caras suelen dar mejores resultados. Quizás, parte de dichos resultados positivos, como este estudio nos indica, pueda ser resultado del precio del medicamento y no de su combinación de principios activos y excipientes.

Por supuesto, un estudio con sólo 82 pacientes tiene una validez estadística muy limitada. Este estudio tiene que ser replicado con poblaciones mucho más grandes y en un amplio espectro de enfermedades. Aún así, lo que demuestra es la enorme importancia de la relación de confianza entre el médico, la medicina, y el paciente. Otro ejemplo más de la importancia médica que está adquiriendo la autocuración.

El artículo ganador del premio Ig Nobel ya recibió gran atención por parte de la comunidad médica. Por ejemplo, David Spiegel, Anne Harrington, “What is the placebo worth? The doctor-patient relationship is a crucial part of its value,” BMJ, 336:967-968, 3 May 2008 , nos recuerdan que un “milagro” es “algo que crea fé” y la fé “mueve montañas”, es una de las fuerzas más poderosas que conocemos y tiene gran número de aplicaciones terapéuticas que la medicina convencional tiene que aprender a explotar en su beneficio (de los pacientes). G. Lorimer Moseley, “Placebo effect. Reconceptualising placebo,” BMJ, 336:1086, 17 May 2008 , nos recuerda que estos estudios sobre los efectos de los placebos reflejan las limitaciones intrínsecos de los experimentos científicos (mediante el método científico) en medicina (muy diferentes a la aplicación de dicho método en otras ciencias). La respuesta de un medicamento se mide muchas veces por los síntomas que tiene un paciente, que dependen de su respuesta cerebral. La respuesta a un placebo no es una respuesta a “nada”. Es una respuesta del cerebro (reducción de los síntomas) a “algo” (que no es el principio activo del medicamento). ¿Cómo distinguir si las conclusiones de un estudio que “prueba” que un medicamento es mejor que otro son fiables si sólo tenemos en cuenta los síntomas de los pacientes?

2008 Ig Nobel, Economía: las bailarinas topless deberían evitar la píldora para lograr mayores propinas

¿Son las mujeres más guapas (atractivas sexualmente) para los hombres durante el momento más fértil de su ciclo menstrual? La mayoría de los mamíferos muestra este tipo de comportamiento, a los machos les apetece más reproducirse cuando las hembras son más fértiles (incluyendo los primates). Algunos investigadores creen que en la especie humana la evolución ha llevado a que este comportamiento se haya “perdido” o esté “oculto”. Otros, por el contrario, han encontrado ciertas “pruebas” del mismo, en laboratorio. Por ejemplo, se han realizado estudios basados en encuestas a hombres que indican que las mujeres en su momento más fértil tienen rasgos faciales más atractivos, su cuerpo parece más simétrico, o tienen mayor fluidez y creatividad verbal (en opinión de los hombres).

Los estudios en laboratorio son interesantes. ¿Pero estos efectos también se observan en la vida diaria? Hay varios estudios de este tipo, pero uno de los más interesantes es el de Geoffrey Miller, Joshua M. Tybur, y Brent D. Jordan, “Ovulatory Cycle Effects on Tip Earnings by Lap Dancers: Economic Evidence for Human Estrus?,”  Evolution and Human Behavior, 28: 375-81, 2007, que presenta la primera evidencia económica en el mundo real de la sensibilidad de los hombres a los cambios en el ciclo menstrual de las mujeres y en concreto en su atractivo sexual. Para ello han medido (durante dos meses) las propinas diarias que reciben las bailarinas de clubs nocturnos (donde bailan en topless) en función del día de su ciclo menstrual (las bailarinas utilizan tampones durante la menstruación que se cambian cuando retornan al camerino entre coreografía y coreografía). Estas bailarinas están muy motivadas para comportarse de la forma más atractiva posible todos los días, ya que sus propinas dependen de ello.

El resultado es sorprendente. Las bailarinas en los días de mayor fertilidad reciben muchas más propinas que el resto de sus competidoras (entre 5 y 30 según el club) que están bailando con ellas durante la misma noche. Destaca la comparación con las bailarinas que utilizan la píldora, como muesra la figura de más arriba. Os recuerdo que la división estándar del ciclo menstrual es: fase folicular (días 1 a 8), fase fértil (días 8 a 16) y fase luteal (días 16-28). Las bailarinas estudiadas tenían un ciclo menstrual de 28 o 29 días bastante regular (se les realizó una encuesta previa). Claramente, las bailarinas reciben muchas más propinas los días fértiles de donde los autores del estudio concluyen que son más atractivas para los hombres.

Aunque el estudio se ha realizado con sólo 18 mujeres (bailarinas), lo que limita la validez estadística de los resultados, el impacto del ciclo de ovulación de una bailarina topless sobre las propinas que recibe parece muy claro (como indica la figura de arriba). Ahora los autores deben encontrar las causas (qué es lo que un hombre ve diferente en una mujer fértil o qué señales muestra el cuerpo femenino de forma acentuada en dichos momentos).

2008 Ig Nobel, Física: El enredo espontáneo de lo enredable o no le dejes el ovillo de lana al gato

¿Cómo descubrió el hombre de cromañón (cro-magnon, piedra grande) los primeros nudos? Probablemente por casualidad gracias a que un nudo “espontáneamente” se formó (ató). El hombre aprendió rápidamente a hacer sus propios nudos y culturas como los incas los utilizaron como escritura. Muchos tenemos un cuadro de nudos marineros en nuestra casa. Los nudos tienen cierto atractivo y los que hemos practicado escalada (ya hace años) necesitamos dominar una serie de nudos básicos.

A finales del s. XX los nudos han recibido un renovado interés. Se ha descubierto que ciertos polímeros, cadenas largas de moléculas como el ADN, presentan nudos. Estas moléculas se han anudado espontáneamente gracias a su movimiento browniano, la agitación térmica natural de la molécula que recibe los choques de las “pequeñas” moléculas del medio que la circunda. Gracias a este movimiento, la molécula trata de ocupar todo el volumen de espacio disponible, pero no puede cortarse o cruzarse a sí misma, con lo que acaba anudándose. Los nudos normalmente son irreversibles y la molécula una vez anudada espontáneamente no puede desanudarse. La termodinámica que impide que el vaso roto vuelva a reconstruirse, impide que la molécula anudada pueda desanudarse.

¿Cómo se anuda espontáneamente una molécula? Ver en vivo y en directo este proceso es extremadamente difícil. Lo más fácil es estudiar cómo se anuda “espontáneamente” una cuerda. Este estudio fue realizado por Dorian M. Raymer y Douglas E. Smith, “Spontaneous Knotting of an Agitated String,”  Proceedings of the National Academy of Sciences, 104: 16432-16437, 2007. El vídeo de arriba muestra cómo se anuda una cuerda larga, de 3 m. en una caja de 10x10x10 cm. que se hace rotar a una velocidad de una revolución por segundo (el vídeo muestra 10 s.

Los procesos espontáneos en física (termodinámica o teoría cinética) están asociados a la evolución de la energía en un sistema buscando un mínimo de energía. El sistema en un mínimo de energía se inestabiliza o sufre perturbaciones externas que le hacen “recorrer” el espacio de todas sus posibles configuraciones alcanzando nuevos mínimos de energía (a veces más estables que el original). ¿Hay algún tipo de energía de nudos (knot energy) asociada al proceso de anudamiento espontáneo? Andrew Belmonte, “The tangled web of self-tying knots,” PNAS, 104: 17243-17244, 2007, nos recuerda que una cuerda anudada es un sistema no local en el que puntos alejados de la cuerda se encuentran físicamente cercanos en la región del nudo “inmovilizando” ciertas regiones de la cuerda, estabilizándolas ante perturbaciones exteriores (movimientos aleatorios de la cuerda). En este sentido la cuerda anudada tiene menos grados de libertad para sus movimientos que la no anudada y muestra un “mínimo” de energía. Esto nos recuerda a la Segunda Ley de la Termodinámica, a que la entropía se maximiza (en los procesos espontáneos). “Las cosas alargadas tienden a enredarse”.

Los 3415 experimentos de Raymer-Smith en los que han agitado cuerdas de diferentes longitudes en una caja cerrada han mostrado ciertas sorpresas. Uno espera que la cuerda conforme es más larga más se anuda. Sin embargo, Raymer-Smith han encontrado un longitud crítica a partir de la cual las cuerdas no se anudan más (la figura de la izquierda muestra la probabilidad de anudamiento en función de la longitud de la cuerda manteniendo el tamaño de la caja fijo). Una explicación simple es que las cuerdas más largas ya no tienen más espacio para poder explorar nuevas configuraciones anudadas durante su agitación. Este resultado es importante para entender cómo se anuda una molécula de ADN en los cromosonas cuyos efectos epigenéticos son muy importantes en el control de la expresión de genes.

Otra sorpresa del estudio de Raymer-Smith es que han obsevado fundamentalmente nudos simples (primos en la nomenclatura de la teoría de nudos). No han observado nudos compuestos (nudos con nudos insertados). Esto nos hace pensar que los nudos compuestos tienen más “energía” que los simples y por tanto no corresponden a estados de mínima “energía de nudos”.

¿Cuándo dos nudos son iguales? La teoría de nudos nos ofrece una herramienta matemáticaque son invariantes topológicos de nudos. Desde principios del s. XX, los invariantes polinómicos son los más utilizados. Los autores han analizado fotos de los nudos mediante el programa KnotPlot que permite calcular automáticamente los polinomios (invariantes) de Jones e identificar el tipo de nudo observado. La figura de abajo muestra un ejemplo.

Para publicar en una revista tan importante como PNAS no basta con observar algo, hay que tratar de explicarlo. Los autores han presentado un modelo matemáticos simplificado de la formación de los nudos que ha mostrado mediantes simulaciones una buena capacidad predictiva. El modelo sólo tiene en cuenta un extremo de la cuerda ya que los experimentos indican que los nudos se “nuclean” gracias al movimiento de los extremos de la cuerda (proceso que ha sido visualizado en los vídeos de los experimentos). El modelo tiene en cuenta la rigidez (stiffness) de la cuerda y el confinamiento debido a la caja.

El modelo se basa en el uso de diagramas de trenzas, como el que aparece en la figura de la izquierda abajo. La agitación de la cuerda hace que el extremo libre de la misma se “enrede”, lo que en el modelo corresponde al trenzado de las trenzas (movimiento de trenzas). Los movimientos locales y la geometría local de la cuerda no es relevante, sólo su topología. En el modelo de trenzas se asume que cada segmento de trenza sufre “movimientos de trenzas” que afectan al extremo libre (punto blanco en la figura) con una cierta probabilidad, por ejemplo, un 50% de las veces se mueve hacia arriba y el otro 50% hacia abajo. En este modelo se producen tanto anudamientos (se crean nuevos nudos) como desanudamientos (se destruyen nudos).

El modelo es extremadamente simple, sin embargo, da cuenta de varios efectos observados en los experimentos. Primero, un teorema de la teoría de nudos garantiza que todos los nudos primos se pueden generar mediante la operación implementada en el modelo. Segundo, el modelo muestra la ocurrencia de una longitud crítica a partir de la cual no se forman más nudos, como demuestran las simulaciones por ordenador. El modelo tiene dos parámetros ajustables, el número de segmentos en paralelo y el número de movimientos de trenzas. Las simulaciones muestran además que este modelo simplificado puede dar cuenta cualitativamente de la distribución observada de nodos en función de complejidad.  

En resumen, los autores han observado experimentalmente cómo la formación de nudos de forma espontánea en una cuerda agitada dentro de una caja se produce de forma rápida, en pocos segundos. A partir de una longitud crítica de la cuerda, la probabilidad de formación de nudos se satura por debajo del 100%. El cálculo del tipo de nodo utilizando los polinomios de Jones mediante análisis digital de las imágenes del nodo indica que se han observado en las 3415 simulaciones realizadas unos 120 tipos diferentes de nudos, con un número de cruzamientos de hasta 11. De hecho, todos los nudos primos con un número de cruces de hasta 7 han sido observados alguna vez. Los autores han propuesto un modelo matemático de trenzas que explica cualitativamente la distribución observada de nudos en función de la duración del proceso de agitado de la cuerda.

PS: Nudos decorativos (gráficos 3D) y nudos decorativos (para la ropa).

PS2: A los interesados en Teoría de Nudos les recomiendo el siguiente discurso.

2008 Ig Nobel, Biología: Las pulgas de los perros son mejores saltadoras que las pulgas de los gatos

Los circos de pulgas fueron muy populares hace años, aunque muchas veces eran “timos” que no contenían pulgas de verdad. En Mijas pueblo, Málaga, hay un pequeño museo en un carromato, el Museo del Profesor Max de Mijas (también llamado el Carromato de Max), que exponía un grupo de pulgas disecadas “vestidas”, supuestamente pertenecientes a un circo de pulgas. El Carromato de Max fue inaugurado en Mayo de 1972 siendo desde entonces uno de los atractivos turísticos de Mijas. Lugar de visita obligada, no hay turista que se resista a entrar después de leer los carteles que a la entrada del museo explican lo que se puede ver en su interior.

Las pulgas son insectos sorprendentes por sus habilidades saltadoras. Se estima que una pulga puede saltar 350 veces la longitud de su cuerpo (aproximadamente 1 metro). Las pulgas más conocidas son las del gato (Ctenocephalides felis), la del perro (Ctenocephalides canis), la de la rata del norte (Nosopsyllus fasciatus) y la del hombre (Pulex irritans). ¿Las habilidades saltadoras de estas pulgas son las mismas? ¿Cuál de ellas es la más adecuada para un circo de pulgas?

Los biólogos Marie-Christine Cadiergues, Christel Joubert, y Michel Franc de la Ecole Nationale Veterinaire de Toulouse, Francia, han publicado el artículo “A Comparison of Jump Performances of the Dog Flea, Ctenocephalides canis (Curtis, 1826) and the Cat Flea, Ctenocephalides felis felis (Bouché, 1835),” Veterinary Parasitology, 92: 239-241, 2000, donde tratan de responder a dicha pregunta.

Su estudio ha encontrado que las pulgas del gato (C. felis) saltan una longitud entre 2 y 48 cm. con una media de 19.9±9.1 cm. y que las pulgas del perro (C. canis) saltan entre 3 y 50 cm. con una media significativamente más grande de 30.4±9.1 cm. Como muestra el diagrama de barras de arriba. En cuanto a la altura del salto, para superar una barrera en forma de cilindro, resulta que las pulgas del perro saltan más alto, hasta 25 cm. con una media de 15.5 cm., que las del gato, hasta 17 cm. con una media de 13.2 cm. La figura de abajo muestra el porcentaje de saltos logrados en función de la altura del obstáculo utilizado. Por tanto, las pulgas de perro son mejor saltadoras que las de gato.

¿Qué utilidad tiene este estudio para los especialistas en parasitología veterinaria? Se aceptan sugerencias (a mí se me ocurren muchas posibilidades). Pero, sin lugar a dudas el estudio es muy interesante para los que deseen alcanzar el “no va más” en un circo de pulgas.

2008 Ig Nobel, Literatura: “Eres un bastardo” o el acaso laboral en el trabajo

El premio Ig Nobel de literatura de 2008 lo ha ganado David Sims  de la Cass Business School, Londres, por su estudio “You Bastard: A Narrative Exploration of the Experience of Indignation within Organizations,”  publicado en Organization Studies, 26: 1625-1640, 2005. He tratado de leer el artículo pero no he podido pasar de la quinta página. Ánimo a los que tengan paciencia para leer el artículo completamente y enhorabuena si estás entre los que lo han logrado.

Aprovecharé esta entrada para hablar un poco de los Premios Ig Nobel (que se lee en inglés como “ignoble” y se pronuncia más o menos como “ignóbol”). Recomiendo para los interesados en más detalles el libro de Marc Abrahams, “Los Premios Ig Nobel. Cuando la ciencia hace reir,” Editorial Vergara, 2004, “una parodia de los premios Nobel que celebra todo lo insólito, absurdo y ridículo de la investigación científica.”

Por cierto, ¿cómo se pronuncia Premios Nobel en español? En español la Real Academia de la Lengua, dado que se trata de un nombre propio, del sueco Alfred Nobel, recomienda que se pronuncie el nombre como en su idioma de origen. En sueco Nobel es palabra aguda (“nobél”), luego así se recomienda pronunciarla en español. Desafortunadamente está muy extendida la pronunciación incorrecta como palabra llana (“nóbel”). Las personas cultas en inglés suelen diferenciar entre “Nobel” (Alfred), “nobel” (noble), y “novel” (novél), siendo la primera aguda y otras dos llanas. Pocas personas “cultas” en español pronuncia el nombre de Alfred correctamente (en radio, T.V.).

El libro de Abrahams es curioso y a veces hasta divertido. Merece la pena leerlo. El autor selecciona algunos Premios Ig Nobel concedidos entre los años 1991-2003 que son especialmente curiosos, que explica brevemente (justificando la concesión del premio), incluyendo detalles de la ceremonia de concesión y/o extractos del discurso del premiado. De entre los premios de literatura comentados en el libro permitidme algunos comentarios.

El Premio Ig Nobel de Literatura en 1993 fue concedido a los 976 coautores del artículo médico “An International Randomized Trial Comparing Four Thrombolytic Strategies for Acute Myocardial Infarction,” The New England Journal of Medicine, 329: 673-682, 1993. El artículo en la revista está firmado colectivamente por “The GUSTO Investigators,” entre los que se encuentran 15 autores españoles. La editora principal de la revista calcula que “hay un autor por cada dos palabras del artículo.”

Actualmente este artículo no es el que tiene más artículos de la historia. Hasta donde yo sé el récord lo obstenta el artículo de 2006 con 2512 autores titulado “Precision electroweak measurements on the Z resonance,” Physics Reports, 427: 257-454, 2006, cuya firma colectiva es “The ALEPH Collaboration, The DELPHI Collaboration, The L3 Collaboration, The OPAL Collaboration, The SLD Collaboration, The LEP Electroweak Working Group and The SLD Electroweak and Heavy Flavour Groups,” y que incluye un apéndice de 14 páginas con los nombres y afiliaciones de los autores (Apéndice A, pp. 407-421).

El Premio Ig Nobel de Literatura en 1992 lo ganó Yuri T. Struchkov, investigador ruso del Instituto de Compuestos Organoelementales de Moscú, por ser coautor de 948 artículos científicos entre los años 1981 y 1990 (más de un artículo cada 4 días). El autor murió en 1995 pero siguió siendo coautor de muchos más artículos. En el ISI Web of Science, hoy, he encontrado la friolera de 2185 artículos cuyo autor es “Struchkov YT” de los cuales 1899 artículos corresponden a “Struchkov YT” con afiliación en “Moscow”. Los artículos han sido publicados entre los años 1972 y 2004. Entre 1981 y 1990 aparecen con la misma búsqueda 897 artículos. Póstumos, desde 1996 hasta 2004 aparecen 166 artículos. ¡Increíble! ¿Cuál puede ser la causa? Algunos opinan que un acuerdo tácito obligaba a todos los científicos que utilizaban los equipos de cristalografía de su instituto (uno de los pocos con dicho equipamiento en la URSS) a incluir a Yuri como coautor de los artículos resultantes de dicho trabajo.

En la necrología de Yuri Timofeevich Struchkov, 1926-1995, escrita por Alajos Kálmán para Acta Crystallographica, Section A, 52: 329-330, 1996, se afirma que fue uno de los pioneros de la cristalografía de rayos X en la URSS y que su número total de publicaciones (incluyendo artículos en revistas sin índice de impacto) supera los 2000 artículos. Además, él y su grupo de investigación han caracterizado la estructura molecular de más de 1000 compuestos que aparecen en la Cambridge Structural Database (CSD). 

Para los curiosos, su artículo más citado (849 veces, hoy) es “PERFECTION OF THE SYSTEM OF CRYSTALLOGRAPHIC PROGRAMS IN THE LABORATORY OF X-RAY STRUCTURE-ANALYSIS OF THE AN-NESMEYANOV-INSTITUTE-OF-ORGANOELEMENTAL-COMPOUNDS OF THE USSR-ACADEMY-OF-SCIENCES,” de GERR RG, YANOVSKY AI, STRUCHKOV YT, KRISTALLOGRAFIYA, 28: 1029-1030, 1983. Por el título parece más un artículo de marketing que un artículo científico.

Finalmente, permitidme comentar que el índice h (de Hirsch) de Struchkov es de 44 (tiene 44 artículos con al menos 44 citas).

2008 Ig Nobel, Nutrición: El sonido “crujiente” y el disfrute de una patata frita

El disfrute de un buen vino requiere de todos los sentidos, la vista, el olfato, el gusto y por supuesto también del tacto. La buena comida también requiere de todos los sentidos. Placer debe ser el comer. Placer debe ser el beber. ¿Se puede disfrutar de una tortilla de patatas fritas? ¿Y si es de Ferrán Adriá? Indudablemente uno de los mejores cocineros de España, aunque su “labia” no le llega a la “suela del zapato” a Karlos Arguiñano.

¿Tiene que tener buena “pinta” una buena patata frita? ¿Tiene que “sonar” bien en la boca al crujir? Sí, así es. Una patata frita “sabe” mejor si “suena” mejor. ¿A quién le importa? Obviamente mucho a los fabricantes de patatas fritas. Massimiliano Zampini y Charles Spence, han estudiado cómo cuantifican la frescura y el buen “crujido” de patatas fritas una serie de personas en función del ruido (sonido) que producen patatas fritas cuando son mordidas con los dientes (“The Role of Auditory Cues in Modulating the Perceived Crispness and Staleness of Potato Chips,” Journal of Sensory Studies, 19: 347-363, 2004). Mediante un micrófono han capturado el sonido del crujido y con un ecualizador han amplificado sus componentes agudas (de 2 a 20 kHz) reenviándolo mediante unos auriculares a cada participante. El resultado quizás sorprenda a algunos, cuanto más se amplifica el sonido o al menos sus componentes agudas, mejor califican los sujetos del estudio a las correspondientes patatas fritas (les parecen más frescas y más buenas).

La percepción multisensorial de la realidad ha sido ampliamente estudiada. Estos estudios demuestran que la riqueza de una experiencia sensorial es mayor cuantos más sentidos estén involucrados. Para el diseñador de un producto comercial es muy importante conocer bien qué va a ser el gente con su producto, cómo van a percibirlo con todos sus sentidos, con objeto de ofrecer una experiencia sensorial integral que maximice la recompensa del consumidor cuando adquiere dicho producto. La figura de la izquierda ilustra la “ilusión de Aristóteles”: la mayoría de la gente al tocar un sólo objeto con los dedos cruzados percibe dos objetos en lugar de sólo uno. Pruébalo.

La ilusión se basa en la constancia perceptiva de que los dos lados de los dedos tienen, normalmente, sensaciones de presión de dos cosas sólo cuando hay dos cosas. En la disposición de los dedos cruzados tal que un objeto toque simultáneamente aquellos dos lados, la que explica que se perciba que hay dos objetos entre los dedos.