Apuntes científicos desde el MIT

Apuntes científicos desde el MIT

Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después. Ahora continúa desde Nueva York buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.

Sobre el autor

Pere Estupinya

. Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.
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Libros

S=EX2 S=EX2
En esta nueva aventura científica que recorre desde laboratorios y congresos de medicina sexual hasta clubs de sadomasoquismo o de swingers, Pere Estupinyà nos ofrece la obra más original y completa que ningún autor hispanohablante haya escrito nunca sobre la ciencia de la sexualidad humana.

El ladrón de cerebros La ciencia es la aventura más apasionante que puedas emprender.
En El Ladrón de Cerebros, Pere Estupinyà se infiltra en los principales laboratorios y centros de investigación del mundo con el objetivo de robar el conocimiento de los verdaderos héroes del siglo XXI —los científicos— y compartirlo con sus lectores. El Ladrón de Cerebros

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Clonacion humana

Por: | 26 de febrero de 2008

Ahora que ganaderos españoles van a malgastar su dinero clonando toros de lidia , algunos se preguntan cuan cerca está el primer clon humano, y cuáles son las verdaderas razones éticas para impedirlo. Hablamos precisamente de ello en la clase de bioética con Douglas Melton , uno de los grandes expertos en células madre, y Michael J.Sandel , filósofo de Harvard y autor del libro “Contra la perfección: ética en la época de la ingeniería genética”. Profesores de lujo que comparten las dos horas de sesión de la siguiente manera: Michael Sandel presenta los puntos clave a tratar y da paso a Douglas Melton, que expone de forma rigurosa todos los aspectos científicos implicados en el tema. Luego, un magistral Sandel lanza preguntas abiertas y argumentos éticos fronterizos, tanto a Melton como a los alumnos. Empieza el debate. En su primera intervención Douglas Melton habló claro, muy claro. Todavía no es tecnológicamente posible clonar un ser humano. Los anuncios que hicieron en el pasado clonaid (empresa ligada a la secta raeliana) y el médico italiano Severino Antinori fueron farsas. No todos los animales son igualmente fáciles de clonar. Clonar un gato es fácil, un perro es bastante más difícil. Por transferencia nuclear (coger un óvulo, quitarle su material genético, introducir el ADN del animal que quieres clonar, y hacer que empiece a dividirse como si fuera un embrión) se han clonado ovejas, ratones, caballos, cerdos, vacas, conejos… pero todavía ningún primate. Es muy complejo. El enero pasado se obtuvieron los primeros embriones humanos clonados por transferencia nuclear, pero conseguir desarrollar con éxito un individuo completo a partir de ellos representa un gran salto. Además, sería tremendamente peligroso para la madre, y con casi total seguridad el futuro clon tendría numerosos defectos genéticos. Sólo por eso ya es éticamente inaceptable. Ahora bien, si un equipo científico experimentado se planteara como objetivo prioritario intentar clonar un humano, según Melton en unos de 5 años se podría conseguir. Y no sería muy caro. Dilemas éticos La primera pregunta que Michael Sandel realizó al centenar de alumnos que había en la sala fue: “se muere tu gato y quieres clonarlo. Simplemente por capricho. Alzad el brazo aquellos que no veáis argumentos éticos en contra”. Entre el 70 y el 80 % de brazos se levantaron. Sandel pidió entonces argumentaciones razonadas sobre ambas opiniones. La ventaja de un blog es que el texto está vivo, tiene muchos autores, y podemos trasladar la pregunta de Sandel a los comentarios sin anticipar posibles respuestas. El segundo dilema era obvio: “Imaginad un futuro en el que fuera posible clonar humanos sin ningún riesgo para la madre, ni problemas para el niño. Fallece el bebé de un matrimonio que ya no puede tener más hijos. ¿Se les debería prohibir a toda costa que lo clonaran?” el 90 % contestaron que sí, que se debería impedir la clonación, aunque fuera totalmente segura. Michael Sandel empezó a exigir porqués de manera muy provocadora. No es tan fácil como parece. Dejémoslo claro de nuevo: en estos momentos la escasísima eficiencia de la clonación, necesidad de óvulos, enormes riesgos para la salud, y problemas genéticos imprevisibles hacen a la clonación humana éticamente inaceptable. Pero si algún día estos problemas se llegaran a solventar, los argumentos que quedan en contra suelen implicar la idea de diseño, de copia, riesgos emocionales para el niño, conocimiento sobre su futuro, autonomía, proceso no natural, mal uso de la tecnología… Sandel está totalmente en contra de la clonación reproductiva, pero actuando como abogado del diablo es capaz de encontrar lagunas bastante convincentes en todas estas posiciones. Para él, la clave está en plantearnos de forma profunda el status moral de la naturaleza y nuestra intervención en ella. Y luego, sobretodo, en el deseo de control que existe detrás de una posible clonación. Si alguien decide clonar a otra persona, es inevitable que tenga cierta sensación de propiedad sobre el futuro clon. En el fondo se trata de un proyecto personal, una vida humana creada con un objetivo preestablecido. Pero de nuevo, prefiero volver a dejar el debate abierto al intercambio de ideas en los comentarios. La ética no tiene un dueño claro. ¿Se clonará un humano? Parece inevitable. Tarde o temprano, algún científico estará dispuesto a hacerlo y alguien a pagarlo, aunque sea de forma clandestina. Dejadme que abra un paréntesis. No se si alguna vez habéis mantenido contacto estrecho con alguien extremadamente rico, con pocos escrúpulos, y convencido de que su dinero le permite conseguir todo lo que desea. Yo sí, por un proyecto en el que estaba involucrado. Fue una experiencia que me impactó. En ese momento los fines de esa persona eran nobles, pero su actitud prepotente me dejaba pasmado. Estoy convencido de que si se encaprichara y quisiera tener un clon suyo, su asistente llamaría a alguien como Douglas Melton: “Cuanto cuesta? Pagamos lo que sea”. “Yo no lo hago”, diría Melton. Se irían en busca del siguiente experto. “Fulanito, cuanto pides? Te monto un laboratorio en el país que elijas”. “yo no lo hago, es ilegal…”. A por otro, hasta que alguno aceptara. El sinsentido de la clonación En el fondo… esto no tiene ningún sentido. Es tan obvio que un clon mío no sería yo, ni desarrollaría las mismas habilidades, ni apetencias. Crecería en un entorno diferente, aprendería con otras experiencias, se relacionaría con diferentes personas, leería otros libros... es absurdo. Se puede hacer una copia mala de un cuerpo, pero nunca de una mente. A no ser que se tratara de un narcisismo extremo, querer hacer a alguien igual es incomprensible. Hacerlo mejor, es otra historia. La futura manipulación genética sí que representa un debate ético importante. Cuando sea viable y los padres puedan ofrecer una mejor salud, o ventajas genéticas a sus hijos, muchos exigirán el derecho a ayudarles desde el principio. Aquí hay más controversia, consideraciones éticas más profundas, un nuevo concepto de eugenesia, y varios escenarios de futuro. Quizás lo podamos tratar más adelante. Dejadme que termine con algo que explicó Melton y me pareció chistoso. Una inglesa pagó 10.000 libras a una empresa americana para que le clonaran su gato recién fallecido. Se lo dieron, y al cabo del tiempo, se quejó porque su color era diferente. Los científicos le contestaron que el color del pelo tiene un fuerte componente azaroso, pero que no se preocupara, que a pesar de que no pareciera su gato original, el material genético sí era el mismo. Es para cachondearse.

"Nanomateriales de hoy y del mañana", por Roberto Guzman de Villoria

Por: | 22 de febrero de 2008

Cuando Roberto me dijo que construía nanomateriales le pedí que me llevara a su laboratorio Aero&Astro del MIT. “No verás nada, es muy aburrido”, me contestó este físico e ingeniero de materiales salmantino, que hizo su doctorado sobre nanocomposites en Zaragoza y ahora investiga en el MIT. “No me importa. Quiero entender el día a día de alguien que trabaja en nanotecnología, las técnicas que utiliza, proyectos de futuro realistas, roles dentro del laboratorio…”. Mientras me mostraba cómo sintetizaban nanotubos de carbono aparecieron las palabras “etileno, enlaces covalentes, resinas epoxi, matrices …”; “Esto es química, no?”, pregunté. “Bueno… nosotros le llamamos física de materiales”. Me quedé dudando hasta que explicándome la fase de caracterización me habló de rigidez, fuerza, resistencia, constante de Hook… esto ya me sonaba a física (y un poco a chino también). La verdad es que Roberto Guzmán de Villoria tenía razón, pero sólo en parte. El día a día del científico no es de una exaltación constante. La investigación es un trabajo a veces tedioso, y los laboratorios no suelen ser la alegría de la huerta. Pero en ocasiones incluso ellos pierden la perspectiva de lo asombroso que puede ser su trabajo visto desde fuera. Detalles insignificantes para ellos a nosotros nos dejan boquiabiertos. Sólo hace falta que se alejen mentalmente del hoy y el aquí, que observen su disciplina desde lejos, y nos cuenten de donde vienen, a donde van, y qué están aprehendiendo por el camino. Observar el proceso científico en cámara rápida es fascinante. Un tal Iijinca descubrió por accidente los nanotubos en 1991, en Berkeley construyen nanoradios , y Roberto nos cuenta que podrían utilizarse para construir un ascensor espacial. No dejéis de abrumarle a preguntas sobre nanociencia; el tipo es un crack. Nanotubos y nanocomposites , por Roberto Guzmán de Villoria Dentro de la ciencia uno de los términos de moda en los últimos años es el de “nanotecnología”. Parece que todo ha empezado a menguar y si antes teníamos “ microelectrónica”, “microfibras” o “microestructuras”, etc… ahora empezamos a hablar de “nanoelectrónica”, “nanofibras” o “nanoestructuras”, e incluso el ipod, tiene su hermano pequeño, el “ipod nano”. Sin embargo, ¿cuándo algo es realmente “nano?”. El prefijo de origen griego “nano”( extremadamente pequeño) indica en el Sistema Internacional de Unidades un factor de 10-9. Por ello, se suele decir que algo es “nanométrico” cuando una de sus dimensiones es del orden de nanómetros, o lo que es lo mismo, mil veces más grande que un micrómetro. Con esta definición, evidentemente, el ipod nano queda realmente lejos de ser realmente “nano” La nanociencia se define como aquella disciplina que se encarga de controlar y manipular estas nanoestruturas, algo evidentemente bastante complejo debido al pequeño tamaño con el que se trabaja. Por eso todavía se está un poco lejos de poder fabricar nanorobots que puedan circular por la sangre y manipular células como en algunas novelas de ciencia ficción. Uno de los mayores problemas para poder hacer robots de este tipo es el cómo fabricar las distintas piezas que lo componen. Lo ideal sería poder mecanizar alambres de diámetro minúsculo, pero las técnicas del mundo macroscópico en el que nos movemos no funcionan muy bien en el “nanomundo”. Nanotubos de carbono, y el ascensor espacial Afortunadamente, hace unos años se descubrió un material de propiedades muy interesantes para poder comenzar a trabajar: los nanotubos de carbono. Hablar de nanotubos de carbono podría llevarnos mucho tiempo, pero en una rápida descripción son semejantes a una fibra de carbono (ambos son 100% carbono) pero de un diámetro del orden de nanómetros y longitudes que pueden alcanzar varios milímetros. Realmente son huecos, en forma de tubo, y pueden estar formados por uno o varios cilindros concéntricos como los que se representa en la siguiente imagen. Pero ¿Qué les hace tan interesantes desde el punto de vista estructural? Aparte de sus asombrosas propiedades eléctricas (dependiendo del tipo pueden ser materiales semiconductores o conductores) y térmicas (estables hasta altas temperaturas en vacío), los nanotubos de carbono poseen unas elevadísimas propiedades mecánicas. Su rigidez y resistencia veces superiores al acero, unido a su baja densidad, los convierten en un refuerzo ideal a pequeña escala. Con un material así ya parece más viable poder hacer robots que viajen y suministren medicamentos a las células enfermas, aunque de momento hay que ser un poco menos ambicioso en el diseño y simplificar un poco. En esta idealización de la izquierda, el posible robot está compuesto por un solo nanotubo al que se le han unido unas cadenas de péptidos para poder orientarse. Está impulsado por un motor fabricado con biomoléculas. Los científicos de la Universidad de Rutgers estiman que para el 2020 esté funcionando. El interés de los nanotubos de carbono no se quedan sólo en dispositivos miniatura. Sería una pena no aprovechar sus propiedades a escala macroscópica, e incluso ir más allá y hacer construcciones realmente grandes que sin un material tan resistente no fueran posibles. Y eso mismo debió pensar Bradley Edwards cuando comenzó a estudiar la viabilidad de un ascensor espacial . Lo que comenzó siendo un proyecto para la el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC), se ha convertido en una de los mayores retos de la ingeniería de los últimos años. Aunque en un principio parece de ciencia ficción, Arthur C.Clarke ya hablaba de ello en su novela “Fuentes del Paraíso”, no es tan aventurado como en un principio pueda parecer. La primera ventaja es que sería más rentable que utilizar una lanzadera. Ahora mismo cada kilo que se manda al espacio sale a unos 34000 € frente a los 340 € que costaría con el ascensor espacial. Los astronautas se evitarían todos los problemas que sufren al acelerar y sobre todo al reducir la velocidad para entrar en la atmósfera, y evidentemente, al ser mucho más barato y seguro, ir al espacio sería casi tan sencillo como pulsar el botón del ascensor. Aunque realmente, todavía queda mucho por andar. El mayor reto está en cómo hacer un cable lo suficientemente resistente para que se pueda extender una longitud de 10 000 Km sin romperse. Y es ahí donde entran los materiales compuestos de nanotubos de carbono. Debido a sus altísimas propiedades mecánicas, se podría fabricar una fibra compuesta por estos diminutos tubos. Ya se han hecho algunos intentos y en los dos últimos años bastante prometedores, aunque aún lejos de la resistencia y rigidez requerida. La industria aeroespacial está muy interesada en cualquier avance en nanocomposites y por ello han lanzado un concurso, que finaliza en 2010, para animar a los investigadores a desarrollar un cable que cumpla los requerimientos para el ascensor espacial. Aunque no tiene porqué tener nanotubos, recomiendan a los participantes que los utilicen en sus investigaciones. El premio de este año , 600 000 € subvencionados por la NASA, aunque cada año sube la cantidad de dinero así como los requisitos a cumplir. Arte nanoscópico Al igual que la industria aeroespacial, las empresas aeronaúticas también están muy interesadas en los nanotubos de carbono. En el departamento de Aero&Astro utilizamos este refuerzo para añadírselo a materiales utilizados en aviación, como son resinas de muy baja viscosidad y fibra de carbono de altas prestaciones. Tengo la suerte de poder trabajar y fabricar estructuras tan bonitas como estas (http://www.nanobliss.com/). Cada cubito de la siguiente figura, está compuesto por millones de nanotubos de carbono, que son esa especie franjas que se ven en la segunda imagen. Uno de los principales inconvenientes de los nanotubos de carbono en la actualidad es su elevado coste. Afortunadamente los precios se están abaratando ya que los componentes necesarios para la fabricación de los nanotubos no son nada caros (básicamente no son más que un poco de catalizador metálico e hidrocarburos). Para concluir, hay que destacar que en este caso España no tiene nada que envidiar a otros países y ya hay empresas que están empezando a apostar por la nanotecnología y los materiales nanocompuestos.

Decisiones eléctricas sobre el AAAS

Por: | 19 de febrero de 2008

En un estudio, tras rellenar un formulario te daban a escoger entre 1.5 dólares o un bolígrafo valorado en 2 dólares. El 75 % de los participantes escogía el bolígrafo. Repitieron lo mismo con otro grupo de voluntarios ofreciendo 1.5 dólares, un bolígrafo valorado en 2 dólares, pero además dos bolígrafos que costaban 1 dólar cada uno. Esta vez, el 50% se quedó con el dinero. ¿Qué pasó? ¿Añadir una tercera opción afectó a las dos primeras? Pues si, la indecisión entre escoger un bolígrafo de dos dólares o dos de un dólar hizo que los participantes optaran por la salida alternativa y se quedaban el dinero. Este y otros estudios sobre la toma de decisiones muestran que tener varias opciones puede provocar un efecto paralizante. A mi me ocurrió el viernes pasado en mi primer día en el congreso de la American Asociation for Advance of Science (AAAS), que este año se celebraba en Boston. En todo momento había entre diez y quince charlas, presentaciones de prensa, workshops o simposios simultáneos. Era una salvajada. Por la mañana ya me ofusqué decidiendo a qué asistir. Seleccioné la presentación de un simposio sobre pobreza y desarrollo cerebral, una sesión sobre prevención del cáncer, y otra sobre la exploración de Marte con robots. Este último me gustó mucho, pero si os soy sincero, los dos primeros me dejaron un poco indiferente. Cuando después de comer volví a repasar el programa, había tantas opciones para esa misma tarde, y para todo el fin de semana, que me bloqueé. Decidí ir a casa, leer con calma la información que había recogido, planificar bien el resto de congreso, y prepararme para la ceremonia de entrega de premios de la AAAS. Uno recaía sobre mi compañero Keith Seinfeld, por una mini serie de reportajes de radio en los que describía las propiedades eléctricas del cerebro humano, y cómo los científicos las utilizan para tratar enfermedades. Durante la ceremonia no dejaba de pensar en el contenido del siguiente post. Ningún tema del AAAS me había enamorado de momento. Pero cuando le entregaron el premio a Keith, y citaron los espectaculares sonidos que grabó de la actividad eléctrica del cerebro pensé: está claro. El cerebro eléctrico de John John tenía 33 años cuando le diagnosticaron Parkinson. La progresión de la enfermedad fue un poco más acelerada de lo normal, y a sus 44 años la situación empezaba a ser desesperada. Tenía serias dificultades motoras, los medicamentos funcionaban cada vez peor, y comenzaba a sufrir deterioro cognitivo. Entonces decidió probar una técnica de cirugía cerebral llamada “Deep Brain Stimulation”, en la que se insertan unos electrodos directamente en el interior del cerebro. El cerebro humano genera una gran cantidad de electricidad, se dice que suficiente como para mantener una bombilla encendida. En la enfermedad de Parkinson hay una región específica en el interior del cerebro que presenta una actividad eléctrica anormalmente alta, y aunque parezca contradictorio, suministrar más electricidad en esta zona provoca que las neuronas hiperactivas se relajen, atenuando así los efectos del Parkinson. Keith Seinfeld siguió toda la operación, que debe hacerse estando el paciente despierto para que pueda ir respondiendo a las órdenes de los médicos y confirmar que no haya problemas. El sonido que oiréis en el primer archivo es la perforación del cráneo de John; y la voz masculina que a continuación dice “unbelievable” es la del propio John añadiendo que había estado preocupado toda la semana, pero que no era para tanto.

A continuación el Dr. Peter Nora empezó a introducir meticulosamente un finísimo electrodo en el cerebro de John. El electrodo captaba la actividad eléctrica del cerebro y la transformaba en un sonido que emitían unos altavoces, y Keith grababa. Sencillamente asombroso. En el siguiente fragmento empezaréis oyendo un área con niveles de electricidad normales. Hacia el segundo 26 percibiréis un tipo de sonido diferente. Como dice Keith en voz en off, cada zona del cerebro suena diferente en función de su patrón de actividad. En el segundo 42 se aprecia un notable incremento en la intensidad del sonido. Es la zona hiperactiva en los pacientes de Parkinson, y que causa sus temblores.

Una vez localizado el lugar correcto, el médico introduce un nuevo electrodo que emite electricidad en esa área específica, y va pidiendo a John que haga ciertos movimientos. Van ajustando los niveles hasta conseguir los mejores resultados. John se irá a casa con dos electrodos conectados a una pequeña pila cerca de su clavícula. Durante un mes acudirá regularmente a afinar la cantidad justa de electricidad que debe recibir. Si es poca, no puede controlar sus manos, si es demasiada, interfiere en su habla. Aunque este tipo de cirugía es delicada, tiene bastantes riesgos, y no todos los pacientes son buenos candidatos para recibirla, en el caso de John funcionó muy bien. No es una cura del Parkinson, porque sus neuronas todavía segregan poca dopamina, pero sin duda le redujo ostensiblemente los efectos de la enfermedad y le permitió volver a hacer vida relativamente normal. Si queréis escuchar la historia entera, u otros apartados de la serie “el cerebro eléctrico”, podéis hacerlo en esta web .

Cerebro a trocitos

Por: | 15 de febrero de 2008

En 1966 el neurocientífico Richard Gregory hizo famosa la siguiente frase aparecida en su libro “Del ojo al cerebro: psicología de la visión”: “One of the difficulties in understanding the brain is that it is like nothing so much as a lump of porridge “ algo así a: “Una de las dificultades para comprender el cerebro es que es poco más que un grumo de papilla espesa” Comprendí el sentido de esta expresión durante un curso intensivo de neuroanatomía, en el que tras hablarnos de las diferentes partes del cerebro, sus funciones, complejidad, conexiones, patologías, terapias… nos llevaron a un laboratorio y nos dieron un cerebro de oveja a cada uno para que lo diseccionáramos. Todo está allí metido, en ese trocito de carne a oscuras. Lo observas de cerca y piensas: ¿Con esto la oveja oye, huele, aprende, se orienta, mantiene las funciones de su cuerpo, siente dolor, coordina movimientos…? Entonces te piden que lo explores para ver su estructura interna e identificar las partes con las que realiza cada tarea. Pues nada… si se tiene que diseccionar, se disecciona. Mano de espátula... y a cortar! A ver si sacamos algún que otro recuerdo… Lo primero fue quitar el cerebelo, ese bulto redondo que veis detrás de los dos hemisferios en la foto de arriba, y que aparece cortado en la de la izquierda. Que no se enfaden los fisiólogos, por lo de “bulto”, ni por la salvaje simplificación que voy a hacer sobre las funciones de las diferentes estructuras del cerebro. (lo que realmente me apetece es mostraros las fotos…) La principal tarea del cerebelo es la coordinación de movimientos, mantenimiento del equilibrio, y aprendizaje de habilidades motoras. Representa sólo el 10% en volumen del encéfalo (cerebro + cerebelo + tronco cerebral), sin embargo contiene el 50% de todas sus neuronas. Cuando alguien sufre alguna lesión en el cerebelo es incapaz de moverse correctamente, calcular distancias, pierde masa muscular, se tambalea y cae con frecuencia. En esta fotografía podéis ver varias estructuras redondas en la base del cerebro. Las cuatro pequeñas de abajo son los colliculus superiores e inferiores (estos últimos difíciles de apreciar). Están relacionados con la percepción de movimiento y el campo visual. Las dos áreas ovaladas de arriba, más grandes, son el tálamo, la zona por la que pasa toda la información sensorial hacia el cortex, a excepción de la olfativa. El pequeño apéndice que se distingue en el centro, por debajo del tálamo, y que se aprecia mucho más claramente en la foto siguiente es la glándula pineal. Este diminuto cono que parece..., .... es donde se produce la melatonina, la hormona implicada en los ciclos circadianos y la regulación del sueño y la vigilia. Todavía hay discusión sobre la variedad de procesos que regula la glándula pineal a través de la melatonina. Está relacionada con el desarrollo sexual, la hibernación en animales, y el metabolismo. Su localización tan céntrica hizo que durante cierto tiempo se le asignara un rol central en la gobernación de todas nuestras actividades metabólicas. La "cola" que veis es el tronco cerebral (brain stem). Comunica el cerebro con la médula espinal, y controla la respiración, el ritmo cardíaco y el dolor. La fina capa que John Fahey sujetaba mientras yo tiraba la foto es el hipocampo, cuyo principal papel es la formación de la memoria. Es conocido el caso HM, un joven al que se le extirpó el hipocampo y dejó de registrar recuerdos nuevos. Recordaba sucesos ocurridos antes de su operación, pero su memoria temporal sólo duraba unos minutos. Después, perdía la noción de donde estaba, a quien conocía, o que sucedía en su vida. El hipocampo forma parte del sistema límbico, el centro de nuestras emociones básicas y que nos da tantas satisfacciones. Como habréis observado, no era mi objetivo hacer un resumen riguroso de la neuroanatomía del cerebro, sino simplemente transmitiros visualmente la experiencia de la disección, y algunos apuntes sobre lo que dio de si la exploración anatómica de las funciones del cerebro. La neurociencia ha cambiado de forma abismal desde la frase inicial de Richard Gregory. En muchísimos aspectos (sólo hace falta recordar el artículo de Miquel ). Pero en lo que respecta a la localización de tareas en el cerebro, en los años 90 apareció una herramienta que está provocando una revolución: las Imágenes de Resonancia Magnética funcional (fMRI). El principio es muy simple: la actividad cerebral implica cambios en el flujo de sangre. Por tanto, si puedes observar que zonas tienen más riego sanguíneo cuando alguien realiza una determinada función, sabrás que esa es el área implicada en dicha tarea. Uno de los aspectos por los que la neuroimagen es tan revolucionaria es porque permite estudiar los cerebros “normales”. Hasta ahora, lo habitual era identificar personas con lesiones cerebrales o embolias, ver qué funciones quedaban afectadas y correlacionarlas. Richard Restak en su muy recomendable libro “el cerebro desnudo” dice: “sabemos más de cómo funcionan los cerebros anormales que los normales”. Ahora con la fMRI se amplia tremendamente el rango de comportamientos que se pueden analizar. Permite saber qué zona de mi cerebro se activa mientras escribo este texto, del vuestro mientras lo leéis, comprobar que cuando observáis las fotografías de arriba se encienden otras, que si os giráis para mirar la cara de un compañero se activará una completamente diferente (como nos explicó Nancy Kanwisher en uno de nuestros primeros seminarios), y saber si además, también se activa alguna área relacionada con las emociones. Pero no sólo eso, esta tecnología permite observar el cerebro en interacción con su contexto social. Se está hablando del hiperscanning, que consiste en hacer fMRI de personas interactuando entre ellas. Se están escaneando cerebros en todo tipo de acciones sociales, analizando si nuestros comportamientos son automáticos o controlados, o si tienen una carga más emocional o racional. Ya ha nacido la neurociencia social, que recoge disciplinas emergentes como la neuroeconomía, que analiza nuestra toma de decisiones, el neuromárketing, que analiza el comportamiento del consumidor, la neurofilosofía que ya comentamos en un anterior post , o la neuroteología, que estudia las zonas implicadas en las experiencias místicas o religiosas. Se pronostica una cierta invasión de nuestra propia personalidad mediante estas técnicas. Por eso también ha aparecido la neuroética (guardaros esta palabra), que vigila las futuras aplicaciones de esta información por parte de compañías, durante juicios, selección de personal, u otras situaciones, una vez la tecnología esté más desarrollada. Las voces críticas aseguran que estamos llegando a una cierta neofrenología, cargada de exageraciones, conclusiones simplistas, y frases como “El amor es sólo un mecanismo biológico localizado en esta parte del cerebro”. Por suerte, la interpretación de los datos científicos no son propiedad exclusiva de sus autores.

"Escuchando a los volcanes", por Gerardo Soto

Por: | 10 de febrero de 2008

Antes de 1968, los habitantes de Pueblo Nuevo dudaban que aquella colina atestada de vegetación fuera un volcán. Los científicos lo decían, pero ellos no lo terminaban de creer... Pueblo Nuevo ya no existe. No queda ni un sólo vestigio de su presencia. Quedó sepultado cuando el Volcán Arenal despertó de forma inesperada y empezó a expulsar rocas incandescentes llegadas del interior de la Tierra. 70 personas fallecieron. El volcán Arenal todavía permanece activo, y ahora presenta un aspecto muy diferente. Mientras caminábamos por su ladera, oíamos lejanas explosiones, observábamos desprendimientos, y alguno decía notar temblores, el geólogo Gerardo Soto nos exponía los estudios científicos que están realizando para entender la naturaleza y el comportamiento de éste y otros volcanes. Hablamos de los tipos que existen, caracterización de zonas activas, repercusiones en el clima, y de todo lo que hemos aprendido gracias a esta ventana a la composición y comportamiento del planeta. La conversación sobre la historia geológica de la Tierra continuó de forma desenfadada por la noche, en el mirador del hotel desde donde cada 5-10 mintutos oíamos una explosión y observábamos algo rojizo desprenderse por la montaña que teníamos frente a nosotros. (la fotografía no es una nebulosa captada por el Hubble, sino una burda ampliación de la foto menos mala que puede captar). “Tienes que escribir un texto donde nos expliques todo esto, y comprometerte a responder las preguntas que te hagamos”, le dije a Gerardo. Aquí os lo adjunto. No dejéis de preguntarle todo lo que os genere curiosidad sobre la vulcanología, pero también sobre la estructura, origen y evolución de nuestro planeta. "Estudiando los volcanes de Costa Rica", por Gerardo J. Soto Corría el año 1984 cuando, en mi último año de estudiante de Geología, por fin me pude enrolar en un estudio serio de volcanes. El vulcanólogo Andrea Borgia realizaba estudios en el volcán Arenal, en Costa Rica (foto adjunta). Con él me adentré dentro de las faldas del volcán, que había iniciado una fuerte fase explosiva tan solo un mes atrás. Desde el interior de la selva podíamos oír, no sin un poco de temor, las fuertes explosiones y el caer de los bloques a varias centenas de metros del cráter, cerca de un kilómetro de distancia de donde caminábamos. Fue mi bautizo de fuego. Auténtico, pues los bloques incandescentes se mostraban al rojo vivo, aun a la luz del día. El primer proyecto con mi participación plena como investigador fue en un estudio de amenaza volcánica de la Cordillera Volcánica Central de Costa Rica. Años después, en 1990, estaba de nuevo en el Arenal, tratando de develar los detalles de su historia, de su volcanalidad (neologismo que he acuñado para explicar la “personalidad” individual de cada volcán), de la distribución de sus productos explosivos y lavas, y finalmente poder evaluar con detalle su amenaza. ¿Por qué estudiamos los volcanes? El trabajo es peligroso, pero también divertido. Conlleva una mezcla de adrenalina y placer. Entender el proceso volcánico implica tratar de explicar cómo se forma el magma en profundidad, cómo asciende hasta la superficie, y por qué causa erupciones explosivas y de lavas, o bien se queda en profundidad y engrosa paulatinamente la corteza. Los gases que contiene el magma son el principal motor de todo este proceso de ascenso y erupción. Estos recirculan y se reciclan desde la atmósfera a los sedimentos que se depositan en el fondo oceánico, son transportados por las placas en movimiento, se subducen en las grandes fosas oceánicas, bajan hasta unos 80 a 100 kilómetros de profundidad, ayudan a formar el magma y lo acompañan de vuelta a su salida a la atmósfera (de manera pasiva, o con explosiones como las de las fotos siguientes). Así fue como los volcanes contribuyeron a la formación de la atmósfera durante los estadios tempranos de la formación de la Tierra. Necesitamos saber cómo funcionan los volcanes por varios motivos: para aplicarlo en los estudios de amenaza volcánica, y para desvelar los procesos que actúan el interior de la Tierra y otros planetas, pero también para utilizar la energía geotérmica en la producción de electricidad, calefacción, u otros usos menores como fuente de calor, por ejemplo en viveros de áreas frías. Muchos depósitos volcánicos alojan asimismo importantes depósitos minerales y por eso la geología volcánica también tiene un importante capítulo en la geología económica. Los suelos de origen volcánico, desarrollados a partir de depósitos con una riqueza en vidrios de relativa fácil descomposición, son una gran fuente de elementos fertilizantes. No en vano las áreas perivolcánicas han sido el asentamiento de culturas y poblados que se han dedicado a la agricultura. Los suelos han sido la fuente vital para viñedos, café, arroz… Últimamente, los volcanes también representan un atractivo turístico para países donde esta industria está naciendo, como Costa Rica, o el sostén en otras áreas del mundo, como Japón, las islas del sur de Italia o algunos parques nacionales en las Canarias y Estados Unidos. Independientemente de entender cómo funcionan estas enormes máquinas productoras de rocas, debido a su belleza y magnanimidad los volcanes han sido una fuente enorme de inspiración para el arte plástico, la literatura -¿recuerdan “Viaje al centro de la Tierra”, de Verne?- y hasta la danza. La comparación de los diferentes volcanes en diferentes regiones y ambientes es una necesidad. Los volcanes se comportan usualmente de formas muy diferentes, e incluso un mismo volcán varía su comportamiento en el tiempo. Los parámetros comparativos sirven para estudiar cómo los volcanes se reactivan en áreas vulnerables, y ofrecen datos de interés económico y de desarrollo. Por eso los vulcanólogos acaban siendo viajeros frecuentes en busca de la ciencia, y por qué no, la aventura. El Arenal y los volcanes de Costa Rica Costa Rica es un país de formación geológica joven, con rocas a lo sumo de 200 millones de años de antigüedad. Las más jóvenes son precisamente las que produce el volcán Arenal cada día desde que inició su inesperada erupción hace casi cuarenta años, en julio de 1968. Gran parte del territorio costarricense y el de sus cercanías ha sido esculpido a lo largo de una serie de construcciones de cordilleras volcánicas y procesos tectónicos relacionados con la subducción de placas en su margen pacífico. Los edificios volcánicos actuales en Costa Rica suman apenas una decena. Nos interesa estudiar su tamaño y estructura porque nos hablan sobre su historia. Los más grandes y voluminosos en el centro del país, cerca de las áreas urbanas que alojan casi dos millones de personas, se han construido por casi un millón de años, mientras los chicos (como el Arenal o su hermano el Chato, en la foto adjunta), son apenas unos niños de sólo 7 mil años. Las historias de estos volcanes se ha podido recopilar gracias a los depósitos de erupciones pasadas, utilizando métodos radiométricos (carbono 14, por ejemplo) o a través de restos arqueológicos prehispánicos. La investigación detectivesca sobre la distribución de tales depósitos explosivos y su frecuencia nos ha llevado a establecer mapas de peligros volcánicos, para usar en áreas de restricción y planificación alrededor de ellos. Muchas preguntas han encontrado respuesta en Vulcanología. Pero es claro que aún quedan muchas otras en el tintero para las cuales aún tenemos respuestas inconclusas. Queremos entender los detalles de los procesos que llevan al magma a eruptar, los signos que deben ser interpretados como previos a una erupción, y modelar las áreas que pueden ser más o menos afectadas durante una erupción inminente. También queremos saber la contribución de los gases volcánicos a periodos cálidos o fríos en el pasado de la Tierra, la comparación entre el vulcanismo terrestre y el de otros cuerpos del Sistema Solar, o las relaciones entre el vulcanismo intenso y las extinciones masivas. Solo la observación científica constante nos podrá llevar a responder tales interrogantes. Nosotros trabajamos para intentar salir de la ignorancia que aún abrigamos respecto a muchos de los comportamientos de nuestro planeta. Gerardo J. Soto

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