Diario de un astrónomo

Texto escrito por Bruno Sánchez Andrade Nuño Astrofísico del Naval Research Laboratory en Washington DC

DIARIO DE UN ASTRÓNOMO, por Brunosan El 1 de Septiembre de 1859 Carrington estaba observando el Sol, como cada día, desde el telescopio que su fortuna le permitió construir en su casa. Libro de notas en mano, dibujaba la manchas que veía a través del ocular. Con paciencia y arte, consciente de ser quizá la única persona en el mundo que estaba viendo el Sol con esa calidad, en ese momento. Suya era la responsabilidad de retratar el Sol, científicamente. Una bella imagen de la ciencia de la época. A mitad de dibujo pudo ver claramente como el Sol, normalmente majestuoso y pausado en su evolución, mostró en segundos un brillo completamente inusual que se propagaba a toda velocidad. En un instante había cruzado la distancia equivalente al tamaño de la Tierra. Adrenalina. Todo su cuerpo en tensión para intentar dibujar rápidamente lo que ya había pasado. Nadie había nunca reportado cosa parecida a la que Carrington tenia en su cabeza y debía plasmar en papel antes que se difuminara de su memoria. Aún hoy, se considera esa llamarada solar la más potente jamás observada. Aunque claro, no entenderíamos la causa física o relación con el "clima espacial " hasta muchos años después de muerto su descubridor. Sin duda ésta es una imagen romántica de la astronomía, verídica sólo en el pasado. Hoy en día todo el proceso se hace por ordenador. Varios ordenadores se encargan de apuntar el telescopio, de controlar la temperatura, la humedad y el estado de todo espejito y sección por donde pasa la luz. Algunos telescopios están flotando en el espacio, automatizados y atentos a casa segundo de datos, sin problemas de nubes, noche o un observador que sepa dibujar. Otros telescopios siguen estando en Tierra, manejados un poco a la antigua usanza, donde esa magia de observar todavía perdura. Obviamente, no es nostalgia, existen razones para seguir manteniendo telescopios en Tierra, pero no, nadie tiene que dibujar. En esta entrada os narro, un poco noveladamente, cómo es eso de observar con un telescopio de última generación, como el que yo usé durante 100 maravillosos días durante mi tesis. No todos seguidos, claro! Cuatro líneas un poco más serias. Un observatorio de este calibre supone un esfuerzo millonario continuo. Hay que tener una muy buena razón para usarlo y demostrar capacidad para poder hacerlo. En mi caso mi objetivo era mi tesis doctoral . De entre los mucho misterios que guarda el Sol, mi tema era intentar entender la capa de la atmósfera solar (la cromosfera) en la que la temperatura empieza a aumentar según te alejas. Si el calor viene del centro, no tiene sentido que esto pase, ¿no? Mi trabajo fue obtener nuevos datos con los que aprender muchos más detalles de la dinámica de esas capas y confrontarlos con las teorías actuales. Vamos de observaciones Aterrizas en Tenerife con tu jefe y otro doctorando a medio día, y vas corriendo a comprar provisiones para 2 semanas. Deberás llenar las enormes neveras del telescopio, ya que un viaje para recargar la despensa te puede costar una tarde de buenos datos. Con el coche lleno emprendes la subida al atardecer, zigzagueando por la estrecha y mareante carretera, cuando todos los turistas vuelven a sus hoteles. Poco antes de llegar hay que apagar las luces y conducir a oscuras despacito. Deslumbrar las observaciones de algún compañero astrónomo nocturno con los focos del coche no es la mejor de las ideas. Llegar y descargar. El telescopio tiene una planta con 5 habitaciones, salón, baños, cocina.. hasta gimnasio y mesa de pimpón! Cena con los que observaron ese día, un poco de charla, y a la cama. Estamos a 2200 metros sobre el nivel del Mar. Si corres al piso de arriba, te cansas como si fueran cuatro. El agua para cocinar la pasta tarda mucho más en hervir. La poca humedad hace que tengas los labios siempre secos, y que tocar cualquier cosa metálica pueda resultar en chispa; ¡Haz tierra antes de tocar cualquier ordenador! Las vistas desde cualquier ventana son increíbles. El primer dia de observaciones es quizás el único que te levantes después del amanecer. Las mejores horas son las primeras, hasta el mediodía. A esa hora el turno anterior de observadores te hace entrega de "las llaves" y el telescopio ya es tuyo. De tu grupo. Disponemos de nuestra privilegiada ventana al Sol. Empieza el show. Preparas el instrumento. Montas los cacharros que haga falta. Enciendes todos los ordenadores. Compruebas que la luz va por donde debe ir y llega a la cámara. Bien. Colocas con sumo cuidado los filtros, que valen más que todo su sueldo de doctorando (en realidad todo lo que te rodea vale más), arrancas el programa esperando ver el Sol, tu Sol, y... todo negro. No funciona. Tranquilo, sabes que siempre puede haber problemas. A cada problema su solución. Si algo te enseña ir de observaciones, o el doctorado, es a luchar contra la tendencia natural de la tecnología a fallar. Hay mil cachivaches, todos complejos y cada uno puede fallar a su manera. Afortunadamente acabas por conocerlos casi todos. Sabes que puedes arreglarlo, y si no, siempre tienes protocolos o números de teléfono para llamar y pedir ayuda. Montar, ajustar, calibrar, comprobar, poner a punto el telescopio, despejar espacio en los discos para tus datos y demás os llevará típicamente el resto de día. A la mañana siguiente hay que madrugar más que el Sol. Abres la cúpula mientras ves salir el Sol a su hora exacta. Maravillosa vista mientras ajustas los espejos para que el Sol entre bien por el tubo. Encender los sistemas, apuntar. Apagar las alarmas de los errores. Arreglar el problema. Encender las cámaras. Hacer los últimos ajustes, apuntar, comprobar todo y, al final, dar al botón de grabar. Una vez que has decidido todos los detalles de observaciones, el sistema toma el control. En teoría, porque siempre hay que hacer reajustes, el sistema necesita de tus decisiones, o simplemente cambias de idea al ver una zona más interesante un poco mas a la derecha. En ese momento te reclinas en la silla y, con un ojo en las 10 pantallas, te sientes el rey del mundo. Ese mastodonte de telescopio (8 pisos de altura y 4 sótanos), todo entero con sus kilómetros de cables, haces de luz y kilos de material de ultima tecnología, está funcionando al unísono, grabando en tu disco los mejores datos de su clase. Está guardando un trocito de Sol para siempre. Y tú eres el capitán del barco en ese momento. Bueno, tú o tu jefe, que esta detrás con media sonrisa de orgullo. En la zona de pantallas se ven algunas imágenes que se guardan. Casi 1000 Megas cada minuto con los que tendrás que luchar durante meses para sacar una tesis doctoral de ellos. Llegar a este punto cuesta meses de trabajo, pero es sólo el principio de la tesis. Quizás pares en turnos para ir a hacer unos espaguetis o otro café, pero ese será tu sitio hasta la tarde. Una sala a oscuras, refrigerada, al lado del instrumento, sin hacer ruido para que no afecte a los delicados cristales. Normalmente el Sol evoluciona pausadamente, y no ves ningún cambio a simple viste. Pero a veces, como le paso a Carrington, observas que "algo" se mueve. Alucinas, miras a todos los controles nervioso para comprobar que todo vaya bien, y te reclinas en la silla para disfrutar del exclusivo espectáculo en directo. Sabes que cada instante está siendo bien guardado en tu disco y podrás verlo una y otra vez. Sabes que lo harás. Si Carrington nos viera... Aunque sea por su honor, apuntas la hora y haces un dibujito en tus notas para acordarte de ello el mes que viene cuando te enfrentes a esos datos en tu despacho, a miles de Km de allí, en Alemania. La tensión no termina, ya que cada conjunto de datos necesita unas medidas de calibración antes y después de cada observación. Hasta que no hagas ese paso extra al final no podrás relajar la cabeza. Las últimas horas de Sol no son buenas, así que puedes aprovechar y hacer algún experimento y ahorrarte preciosos segundos a la mañana siguiente. Al final del día hay que comprobar que todo fue bien, apagar algunos de los sistemas y cerrar la cúpula, claro. Después, a mover los datos al sistema de almacenaje y copia de seguridad. Quizás pedir mas nitrógeno liquido para mantener la cámara fría a sus -200 grados. A la cama ya de noche, que el Sol aparecerá por el horizonte opuesto en unas horas. Y así cada día. Unos en que todo va bien, otros en que aprendes nuevos problemas y nuevas soluciones, y otros -pocos-, donde hay que parar y empezar de cero porque algo va mal. Si tienes "suerte" se nublará algún día y podrás bajar a la ciudad a tomar algo. Pero playa... poca. Si hay Sol, hay trabajo. Caso especial es la "calima", viento con mucho polvo directo desde el Sahara. En estos casos es posible que no puedas observar y aun así, tengas algo de Sol. Aunque seguramente te quedará trabajo atrasado por hacer y tu jefe querrá que le hagas "unos calculillos". Típicamente se está en el telescopio una semana, de la cual obtendrás unas 15 horas de buenos datos. El último día entregas las llaves al siguiente grupo, comentas como te fue, y te vas del observatorio a descansar y a esperar tu vuelo en la casa base, que está cerca del aeropuerto. Y de la playa. El 23 de Julio de 2008 fue el ultimo día que observé allí. Ya como Dr. gracias a los datos que allí obtuve, cuando me fui, me dio bastante nostalgia. Si quieren ver más fotos, aquí hay unas pocas. Y si alguien se queda con ganas de saber más, ya saben, pregunten.

- Bruno Sánchez Andrade Nuño -

Por qué elegir una pareja y no otra

En su último libro “Why him? Why her?” (Por qué él? Por qué ella?), la antropóloga de la Rutgers University Helen Fisher define 4 personalidades básicas (exploradora, constructora, directora y negociadora), y defiende que en lo referente a las relaciones amorosas unas encajan mejor entre sí que otras. Conocí a esta experta en el estudio científico del amor en un congreso donde presentaba una investigación en la que había escaneado los cerebros de parejas que decían llevar más de 20 años [email protected], me habló del libro que estaba terminando sobre por qué elegimos a un tipo de persona y no otro, dijo que me lo enviaría cuando se publicara, lo hizo, y aprovechando el relax intelectual del verano os intentaré resumir su tesis principal, elaborada a partir de encuestas y estudios realizados con 39.913 miembros del portal de citas online chemistry.com . Según Fisher somos una mezcla de 4 tipos de personalidades básicas en las que siempre se suele indentificar una predominante, y al menos otra secundaria. Para Fisher la “personalidad” tiene dos componentes: carácter (algo que las experiencias vividas van perfilando) y temperamento (características más innatas). Y según ella, en algo tan visceral como la selección de pareja el peso de la biología resulta bastante más elevado. De hecho, incluso asocia los 4 tipos de personalidades a niveles más altos de ciertas hormonas. Fisher pasó un test a los casi 40,000 sujetos de sus estudios para caracterizar los 4 tipos de personalidad y ver qué compatibles eran entre ellos. El test está en el segundo capítulo de su libro, y diría que se puede completar online si os registráis en chemistry.com. Pero quizás con la siguiente descripción general ya podréis saber en cuál encajáis vosotros como primaria y secundaria: (utilizo el masculino, pero evidentemente es tanto para mujeres como hombres) - Explorador (dopamina): impulsivo, curioso, autónomo, flexible, irreverente, y siempre en busca de novedades. La frase que en el test más les diferenciaba respecto otras personalidades es “Actúo de improvisto dependiendo del momento”. Y la palabra que más utilizaban para describir lo que buscaban en una relación es: “Aventura” - Constructor (serotonina): calmado, respetuoso, disciplinado, social y con preferencia por amistades leales ante interesantes. Su frase es: “mi familia y amigos dirían que tengo valores tradicionales”. Y su palabra: “Familia” - Director (testosterona): analítico, competitivo, independiente, estratega, amante del debate y capaz –si es necesario- de solucionar problemas sin dejarse llevar por las emociones. Frase: “soy más analítico y lógico que la mayoría de gente”. Lo que más valoran en su potencial pareja: “Inteligencia” - Negociador (estrógeno): expresivo, idealista, imaginativo, empático, introspectivo, sensible, abierto de mente, y deseoso de profundizar en las necesidades y sentimientos más profundos de sus [email protected] Su frase: “A veces imagino vívidamente que me pasan cosas tanto horribles como maravillosas”. Palabra: “Pasión” En la extensa muestra que analizó Helen Fisher (edad media 37 años), el 26% resultaron ser exploradores, el 28,6% constructores, el 16,3% directores, y el 29,1% negociadores. A estas alturas, a pesar de no haber realizado el test, seguro que ya tenéis una idea de cuál sería vuestra personalidad primaria, cuáles van fluctuando en vuestra mente como secundarias, y si a lo largo de vuestra vida se han mantenido constantes o han evolucionado de un tipo a otro. Una vez establecidas estas categorías, Helen Fisher hizo un nuevo estudio con 28.128 miembros heterosexuales de Chemistry.com para ver quienes se elegían entre ellos. No hubo grandes sorpresas; los exploradores se sentían atraídos por otros exploradores, y los constructores por otros constructores. Sin embargo, los directores preferían negociadores y los negociadores se inclinaban por directores. Estas dos personalidades, tanto si se trataba de hombres o mujeres, parecían buscar individuos que les complementaran. Una primera conclusión es que la frase “polos opuestos se atraen”, es cierta dependiendo de la personalidad de cada polo. Seguimos… Más allá de la atracción inicial, las combinaciones que al final se dan en la vida cotidiana son múltiples ¿funcionan mejor unas que otras? Fisher siguió aspectos del día a día de cada personalidad, y resulta muy curioso leer qué preferencias de planes para el fin de semana suelen ser más frecuentes, o qué tipo de grupos sociales establecen, lugares en los que prefieren vivir, relevancia del sexo, ideales de futuro, y sobre todo, cómo evolucionan las parejas con diferentes uniones de personalidades. De nuevo, pocas sorpresas en lo obvio: los exploradores-exploradores forman una combinación explosiva, se entienden a la perfección y tienen relaciones muy intensas, pero son quienes tienen más posibilidades de divorcio. En cambio, entre las parejas que llevan varias décadas casadas existe una mayoría de constructores-constructores. Algunas de las otras conclusiones que Helen Fisher ofrece en su libro son: Las mujeres negociadoras suelen sentir alergia por los exploradores. Los exploradores y directores no se atraen, pero cuando se unen pueden llegar a altos grados de compatibilidad Si el constructor y el director solucionan los inevitables conflictos que aparecerán durante su relación, pueden llegar a entenderse y complementarse muy bien. La combinación que menos se da es constructor-explorador. Los negociadores se entregan, viven con intensidad la pasión y el drama, pero pueden desilusionarse fácilmente ante los problemas de pareja. Dos directores sentirán una atracción intelectual inmediata, y posiblemente su entendimiento sexual será muy satisfactorio. Pero quizás les costará establecer lazos emotivos fuertes y compartir plenamente sus vidas. Si escogen un negociador, la unión de la mente del primero con el corazón del segundo puede ser una combinación fenomenal . Insisto en que este post es más veraniego que científico. Sin desmerecer en absoluto los análisis de Fisher, algunos planteamientos y conclusiones parecen más avalados por su dilatada experiencia tras tantos años investigando acerca del amor, que por estudios exhaustivos publicados en revistas científicas de referencia. Y como experiencias en este campo tenemos todos… recabemos algunas de ellas!

Por qué tropezamos dos veces con la misma piedra

Texto escrito por Victoria Puig, investigadora del Picower Institute (MIT)

APRENDIZAJE A ALTA VELOCIDAD EN EL SOFTWARE CEREBRAL por Vicky Puig Se dice que el hombre es el único animal capaz de tropezar dos veces con la misma piedra. Lo que esta expresión viene a decir es que nos cuesta aprender de nuestros errores, en los que algunos de nosotros reincidimos una y otra vez. Pues bien, nuestro laboratorio en el MIT ha publicado recientemente un artículo donde se describe el mecanismo neuronal que podría explicar este fenómeno tan común. La prensa se ha hecho eco de este descubrimiento, incluido El País, que publicaba hace un par de días un artículo al respecto. Simplificando mucho, el estudio muestra cómo neuronas de ciertas áreas cerebrales aprenden de la experiencia sólo cuando hemos hecho algo correctamente y no cuando hacemos algo mal. Las neuronas son capaces de recordar si una acción reciente recibió una compensación y utilizar esa información para decidir qué hacer en el presente, mientras que si cometemos una equivocación no hay consecuencias inmediatas a nivel neuronal. A continuación os explico cómo se realizó el estudio. Se entrenó a dos monos a aprender asociaciones entre imágenes y movimientos con los ojos. Las imágenes se presentaban en el centro de la pantalla del ordenador (Cue), tras lo cual los animales tenían un segundo para recordar la asociación (Delay). Los movimientos de los ojos debían dirigirse a un punto a la derecha o a la izquierda de la pantalla (Response). Por ejemplo, cuando aparecía la imagen de arriba debían mirar al punto de la derecha y cuando aparecía la imagen de abajo debían mirar al punto de la izquierda. Cada una de las imágenes se presentaba un 50% de las veces de forma aleatoria. Los animales aprendieron las asociaciones por prueba y error repitiendo cientos de veces la misma tarea (de hecho todavía lo hacen cada día en el laboratorio): cuando el movimiento de los ojos era el correcto recibían zumo, pero cuando el movimiento era el incorrecto no recibían nada. Mientras los monos aprendían las asociaciones mis compañeros registraban neuronas en dos áreas del cerebro que se sabe que son esenciales para el aprendizaje: la corteza prefrontal y el núcleo caudado. Se observó que algunas neuronas disparaban más rápidamente cuando la prueba se completaba con éxito en comparación a cuando la prueba se realizaba incorrectamente. Hasta ahora se sospechaba que la distinta actividad relacionada con el premio o la ausencia de premio era fundamental para el proceso de aprendizaje, pero no se conocía el mecanismo. Este nuevo trabajo propone un mecanismo celular que explica el aprendizaje a corto plazo (de segundos a minutos). Hasta ahora se habían propuesto dos modelos para explicar las bases neuronales del aprendizaje: 1) la actividad neuronal relacionada con el premio induce un cambio rápido del cableado neuronal reforzando las conexiones sinápticas entre las neuronas, y 2) la actividad neuronal asociada con el premio se mantiene de alguna forma en las redes de neuronas en forma de potenciales de acción, posiblemente sincronizados. Los dos modelos no son excluyentes y es muy probable que coexistan en el cerebro, pero todavía no se ha podido demostrar. Para los neurocientíficos estos dos mecanismos tienen bases fundamentalmente distintas: en un modelo la memoria se guarda físicamente (se cambia el hardware), mientras que en el otro la memoria se ‘mantiene’ en forma de actividad (se cambia sólo el software). Una importante diferencia entre estos dos modelos es que los cambios físicos en el cerebro necesitan minutos para producirse -y en muchos casos horas- porque requieren la síntesis de proteínas, mientras que el mantener la actividad en redes neuronales permitiría una memorización inmediata. Este nuevo trabajo confirma que durante los primeros segundos del proceso de aprendizaje el cerebro memoriza utilizando el software, sin descartar que ocurran cambios en el hardware a más largo plazo. Los resultados han aparecido tras el análisis detallado de la actividad neuronal relacionada con el premio. Cuando los monos recibieron el zumo la actividad de algunas de sus neuronas aumentó y se mantuvo elevada durante muchos segundos, el tiempo suficiente para influenciar la actividad de la prueba siguiente. Además, inmediatamente después de una respuesta acertada, las neuronas procesaron la información de modo más preciso y efectivo en comparación a si la respuesta anterior estaba equivocada. Es como si tomáramos una instantánea del cerebro aprendiendo, donde las neuronas van aumentando y refinando poco a poco su actividad (prueba correcta tras prueba correcta) para codificar el aprendizaje. Estos resultados sugieren que para recordar algo durante unos segundos o minutos no es necesario cambiar las conexiones físicas entre las neuronas. Sorprendentemente, los cambios en la actividad neuronal comentados arriba no ocurrieron cuando los monos cometían un error y no recibían el zumo. Básicamente, los errores apenas indujeron algún cambio a nivel neuronal, y no ayudaron a mejorar el aprendizaje de los animales. Esto sugiere que los monos aprendieron más de los aciertos que de los errores. Es esencial dejar claro que estamos hablando de puro aprendizaje de asociaciones abstractas, donde un acierto implica un premio y un error implica la ausencia de un premio y no un castigo. Está bien demostrado que cuando un error conlleva un acto desagradable o repulsivo sí existe aprendizaje a nivel neuronal. Este estudio aporta ideas valiosas para empezar a entender por qué algunas personas somos propensas a tropezar con las mismas piedras reiteradamente. Aún más importante es que estos resultados nos ayudan a conocer mejor los mecanismos esenciales del aprendizaje y sugieren que la memoria a corto plazo puede mantenerse en el software sin necesitar cambios en el hardware cerebral. Reconozco que este post puede ser dificilillo de entender. El aprendizaje y la memoria son fenómenos extremadamente complejos, y es difícil explicarlos mediante mecanismos simples. Sobretodo porque los mismos científicos no comprendemos aún las reglas básicas del juego. Por favor, no dudéis en preguntarme todo lo que no os ha quedado claro.

Vicky Puig