viernes, 27 de abril de 2012

Los alquimistas


La alquimia fue la versión primitiva de la química. Basada en una doctrina espiritualista, según la cual la materia estaba de alguna manera viva, y el la teoría de los cuatro elementos (agua, aire, tierra y fuego), los alquimistas trataron de convertir los metales en oro, buscando la piedra filosofal y el elixir de la larga vida. La alquimia era una doctrina que unía la especulación filosófica y religiosa, los rituales muchas veces parecidos a los de la magia, las creencias astrológicas que asociaban los planetas y los metales y la experimentación. Nada concreto quedó de la alquimia, más que el haber sido el antecedente de la moderna química.


El aire, que envuelve y canta,
la tierra que germina
el agua que fluye y lava
el pecado y la ropa
el fuego en la muralla y en la hoguera:

cuatro elementos bastaban
para un mundo en ciernes.

Oscuros alquimistas,
en la penumbra sin igual de las alcobas,
manipularon metales
operaron la tierra
lucharon contra el orden,
quisieron transformar el cobre el oro,
y la piedra lunar en amatista.

Ellos sí conocieron la tiniebla,
ellos creyeron
que el fuego desgarraba la materia,
como el cuchillo la carne,
como parte el martillo
la piedra obcecada,
como la aguja perfora,
el ojo abierto a la luz,
y lo enceguece.

ellos crearon
una sustancia aterradora, que invisible,
abandonaba los cuerpos en la hoguera,
ellos pensaron
en el flogisto, o el éter,
quisieron la ambrosía
la fuente de juvencia
quisieron extraer
el diamante a la roca,
el oro del hierro
lucharon desarmados
contra un mundo impalpable.

No soñaron el plástico,
la tela que se estira, la fibra pálida y sensible
que conduce la luz, no imaginaron
la combustión, ni el delicado
fluir de la tabla periódica, ni el raudo
estallar de la pólvora, ni el vicioso
desintegrarse del uranio, ni pensaron
la pureza del oxígeno, ni pudieron
dibujar al hidrógeno, que alimenta al Sol.

Ensimismados
en el mundo brujeril de sus retortas
añadiendo conjuros y palabras
a la materia estrujada
amigos del murciélago y la sombra,
parientes de Dios, y del Demonio
a un paso del Infierno o de la Gloria,
nunca supieron que en fondo del menjunje
que revolvían durante días y semanas
todo un mundo esperaba.

Y para ustedes, el olvido.

miércoles, 25 de abril de 2012

Sobre el orden interno de las células

 DIALOGO CON VALERIA LEVI, DOCTORA EN QUIMICA, INVESTIGADORA INDEPENDIENTE DEL CONICET


Las células son increíbles mecanismos, donde se cruzan señales y acciones, donde hay moléculas que caminan –sí, caminan–, donde pasan muchas cosas que todavía no comprendemos del todo.

–Cuénteme qué se hace en este laboratorio de dinámica intracelular de la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA.
–El trabajo de nuestro laboratorio apunta a entender determinados procesos biológicos, desde un enfoque novedoso si se lo compara con la forma tradicional en que se hace biología o química relacionada con biología.
–¿Qué es lo que quieren saber? –Bueno, tengo que hacer un poco de historia para eso. Yo soy química y hasta la mitad de mi doctorado yo tenía la imagen de la célula que tiene cualquier chico que sale del secundario: no hay mucho orden, pero de alguna forma, la célula hace lo que tiene que hacer. Lo que fui aprendiendo con el tiempo es que eso no es así, que está todo muy ordenado y que ese orden es fundamental para la función biológica de cada una de las células. Cuando se estudia más, se ve que las células se parecen más, en sus propiedades, a una gelatina que a una sopa. Cómo las cosas se mueven dentro de esa gelatina es en lo que trabajamos en nuestro laboratorio. En la célula hay mecanismos que permiten que las cosas se muevan en determinada forma. Eso permite que haya distintas concentraciones de distintas cosas en distintas partes de la célula que están relacionadas con la función biológica.
–¿Está hablando de un orden centralizado? –No es un orden centralizado. Hay ciertas señales que tienen un orden muy estructurado localmente que a la vez se traslada a grandes distancias...
–A ver, déme un ejemplo. –Le cuento primero globalmente en qué trabajamos. En esta gelatina hay cosas que son muy grandes, las organelas (como las mitocondrias). Son distintos reservorios, muy grandes, donde se cumplen funciones específicas. Por ejemplo, en las neuronas hay vesículas que cargan a los neurotransmisores, que tienen que ser trasladadas largas distancias muy rápidamente. Esas cosas, por difusión, tardarían siglos. Lo que las células tienen, entonces, son unas proteínas que se llaman “motores moleculares”. En eso trabajamos.
–¿Qué son esos motores? –Son macromoléculas. Son conjuntitos pequeñitos de moléculas, que miden un millonésimo de milímetro. Aparte de todo esto, en las células hay un esqueleto, que se llama citoesqueleto celular, y que es como nuestro esqueleto.
–¿Qué es el citoesqueleto? –Son polímeros, filamentitos hechos por muchas copias de una determinada proteína, que se organizan de una cierta manera en la célula. Un ejemplo son los microtúbulos. Pero es un esqueleto que no es rígido.
–¿Y cumple una función de sostén? –Sí, entre otras. Como no es rígido, también ayuda a la célula cuando se tiene que mover, la adapta a distintos entornos... Y también es útil para las cuestiones de transporte que trabajamos nosotros.
–Volvemos a los motores moleculares... –Los motores son macromoléculas, le decía. Son proteínas que, si uno las ve, funcionan como nuestras piernas. Lo que hacen los motores es caminar por el citoesqueleto llevando y trayendo cosas, dando pasos de millonésimos de milímetro, con energía que les da la célula a través del ATP.
–¿Y cómo saben lo que tienen que llevar y lo que tienen que traer? –Esa es una de las preguntas que todavía no están contestadas. Algunas cosas sí se saben. Por ejemplo, hay determinadas proteínas en la membrana de las cosas que tienen que llevar que se unen directamente como si fueran Legos al motor, de modo que no tiene posibilidad de elección.
–En este caso, el motor se une a lo que se tiene que unir. Pero después lo tiene que llevar a algún lado. ¿Va a un lugar específico o deambula hasta que se engancha a algo? –Bueno, ésa es la segunda parte de nuestro trabajo. Son preguntas muy específicas que, con los métodos tradicionales de la biología y de la química, no se podían resolver. ¿Por qué? Porque hasta hará unos diez años, tradicionalmente lo que se hacía era mirar en conjunto muchísimas moléculas al mismo tiempo. Eso es muy bueno, porque al haber mucha información se puede hacer buena estadística, pero al mismo tiempo no es tan bueno, porque la información que se obtiene es una información promedio. La analogía que se podría poner es ésta: imaginemos que nosotros quisiéramos entender cómo funciona una ciudad. El problema es que en la ciudad hay tipos en el colectivo, tipos durmiendo, tipos en el colegio, tipos jugando. Si quiero entender cómo funciona la ciudad y meto la información de cada una de las personas y la promedio, no obtengo una información real.
–Pero en una ciudad no está todo organizado por un gobierno. Hay muchas cosas que se escapan de las manos del control gubernamental, muchos circuitos autónomos. Entonces no estaría funcionando como la célula... –Bueno, eso es lo que queremos entender. Pero estamos en un paso previo. Recién estamos empezando a salir de esta manera convencional de estudiar temas en química y biología, que es acumular datos y promediar. Eso no nos sirve. Nuestra forma de hacer experimentos es nueva: son los experimentos de molécula y de partícula únicas, donde uno estudia uno a uno qué es lo que les pasa a las distintas personas que caminan por la ciudad.
–¿Y eso cómo se hace? –Con técnicas de microscopía muy avanzada. Lo que fue muy importante para nosotros fue empezar a interactuar con el campo de la física. Todo eso empezó a hacer que la información que obtenemos de moléculas únicas o de partículas únicas se pueda empezar a organizar.
–¿Microscopios electrónicos? –No, ópticos. En nuestro caso, investigamos el movimiento de cada una de las organelas y a partir de sus trayectorias estudiamos las reglas de convivencia que existen en la célula.
–Volvamos al ejemplo de la ciudad. El motor molecular, ¿qué hace? ¿Se pega algo a lo que se encontró o busca algo específico? –Se sabe poco de eso. Hay varios ejemplos en neuronas, pero nosotros queremos ver el transporte en células más estándar. Respecto de su pregunta, puedo decirle que hay ciertas señales que activan a los motores y les hacen unirse a las cargas específicas.
–¿Y las señales quién las manda? –Depende del proceso. Muchas veces vienen de afuera de las células: por ejemplo, puede venir de afuera una señal que diga “Necesito que mandes tal organela a tal zona”, y eso hace que se active en la célula una cascada de respuestas que reorganiza la célula. Le doy un ejemplo claro. Uno de los modelos que más usamos son células que provienen de la piel de una rana, que tiene la capacidad de cambiar de color. Se pone o más negrita o más gris. Ciertos estímulos, como la luz, inician la cascada de eventos que hace que la rana pase del negro al gris. Las ranas son negras porque dentro de la célula hay unas organelas que son negras; cuando todas están homogéneamente distribuidas, se ven negras. Con la luz, se activan ciertos motores que llevan a todas las organelas cerca del núcleo. La célula, entonces, queda gris. La luz, entonces, activa el funcionamiento de determinado motor.
–Diseccionemos un poquito. Llega un fotón... –Usted quiere saber cómo es la cascada de eventos. Y eso no se sabe bien. Se saben ciertas cosas, pero no todo.
–Lo que es interesante, más allá del detalle, es la sensación que da. Cuando uno describe el proceso de duplicación del ADN, por ejemplo, da una sensación de algo totalmente organizado. Y con lo que usted me cuenta, también. Lo cual tiene que ser falso... –¿Por qué? Es una autoorganización. No es un sistema que está en equilibrio termodinámico. Ciertos procesos regulan a otros procesos, y eso tiene un feedback constante con lo que pasa afuera de la célula. Estos movimientos, a diferencia de la difusión, tienen una dirección determinada por las señales.
–Cuando habla de que “caminan”, ¿a qué se refiere? –Lo más parecido a caminar que se le ocurra. Le diría que ni siquiera es una metáfora. Lo que se vio a través de técnicas de microscopía avanzada es que las dos “patitas” del motor se mueven como si estuviera caminando. Así se puede ver que los pasos son del orden de entre 8 y 30 nanómetros.
–Ante estas cosas es inevitable sentirse asombrado. ¿Esto pasa en todas las células? –Sí, en todas.
–¿No estamos viendo de un orden que no podemos ver? –Por ahora no lo podemos describir. Aunque creo que gracias a la renovación de la forma en que se estudian los procesos de diez años a esta parte, estamos empezando a avanzar. Si yo promedio a un hombre que trabaja con uno que está durmiendo, puedo llegar a la ridícula conclusión de que los hombres trabajan el 40 por ciento del tiempo y duermen el 60, o cosas por el estilo. En cambio si observo de manera individual, me puedo dar cuenta de que la misma persona trabaja y duerme. Podemos aprender, así, que todos duermen y trabajan (lo cual, con los otros métodos, era imposible).

sábado, 21 de abril de 2012

Elementos



El tiempo está en la hora.
Cae la luz en el relieve de las cosas.
El viento en lo liviano permanece.
Así cada elemento en su substancia
paciente y laborioso se desvela
por componer un mundo
de a partículas.
Acto de fe inútil, vano intento perpetuo:
supremacía del pozo y el tumulto,
cal y lava difunta,
un desorden de arena se dispersa
entre los dedos ciegos de dioses moribundos.



Poema de Raquel Jaduszliwer publicado en el libro Los panes y los peces, Editorial De Los Cuatro Vientos, que ganó el Primer Premio Internacional de Poesía 2011 de la editorial.

viernes, 20 de abril de 2012

La enseñanza, la neurociencia y la mente

DIALOGO CON CECILIA CALERO, DOCTORA EN BIOLOGIA, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS
Imagen: Guadalupe Lombardo
Mientras que la habilidad de los seres humanos para aprender hace tiempo que es objeto de estudio de la neurociencia, una nueva línea de investigación propone a la enseñanza como una habilidad cognitiva específicamente humana.

–Cuénteme qué hace en este departamento de... a ver... neurociencia integrativa.
–Yo me integré...
–Bueno, es un departamento de neurociencia integrativa... –... a este laboratorio para empezar una nueva línea que está vacante en el área de las ciencias cognitivas y que tiene que ver con cómo los niños aprenden la capacidad de enseñar.
–Aprender a enseñar... –Sí. Se trata de ver cómo es que los seres humanos nos convertimos en maestros.
–¿Cómo es eso? –Desde hace mucho tiempo se está investigando cómo es que los humanos y los animales aprenden, tanto a nivel cognitivo como a nivel molecular. Pero el tema de la enseñanza está prácticamente vacante: hay muy poco trabajo hecho al respecto. Y enseñar, creo, es una de las cosas que nos diferencian a los seres humanos del resto de los animales.
–Pero los mamíferos superiores enseñan... Les enseñan a sus hijos cómo cazar, por ejemplo. –Bueno. En realidad hay una definición estricta, técnica, de lo que significa “enseñar”. Enseñar enseñan muchos animales, pero en general lo que enseñan son conocimientos que van a ser imprescindibles para la vida cotidiana: comer, defenderse, a cazar... Los seres humanos, sin embargo, enseñamos cosas aparentemente irrelevantes, que no nos cambian nuestro nivel de adaptación al medio.
–Eso es mucho decir... –Es mucho decir.
–¿A qué tipo de enseñanza se refiere? ¿A la que se imparte en los primeros momentos o a la que se imparte en la universidad? –Es una buena pregunta. En los primeros momentos uno enseña cosas muy importantes, que es obvio que van a cambiar la capacidad de adaptación, pero uno sigue enseñando cosas a lo largo de la vida. Es un tema muy amplio el de la enseñanza, y lo que nosotros decidimos fue agarrar algo muy concreto y muy chiquitito para poder hacer una pregunta que tuviera algún sentido. Y esa pregunta podría ser: ¿es una habilidad natural de los seres humanos? ¿Es algo que uno aprende o viene con uno?
–¿Y? –Bueno, en eso estamos. Lo que nosotros queremos ver es cómo aparece la habilidad cognitiva docente en los nenes chiquitos. De hecho, los experimentos son en nenes de entre 2 años y medio y 8 años.
–¿Y esos nenes enseñan? –Sí. El experimento es simple. Ellos vienen, juegan conmigo a un juego que yo les enseño y después aparece un tercer participante (algún compañero de laboratorio), a quien el nene le tiene que enseñar.
–¿Cómo? –Eso estamos viendo. Es muy distinto lo que significa enseñar para un nene chiquito y para una persona más grande. Tienen diferentes capacidades para abstraer, las reglas que se expresan son distintas...
–¿Y qué es lo que se observa? –Nosotros tratamos de ver, por ejemplo, cuál es la capacidad verbal, qué nivel de abstracción utilizan cuando están explicando algo, si se refieren a cosas concretas (tamaños, colores, formas) o dan una explicación más elevada y hablan de cualidades de los objetos. Para que seamos más claros, contemos el experimento. Hay un peluche que “huele” dos flores de goma eva por separado. Una, arbitrariamente, lo hace estornudar y la otra no. Después pongo al peluche con las dos flores juntas y le pregunto al nene cuál es la flor que lo hizo estornudar, para ver si se acordó de cuál era.
–¿Y eso cómo se conecta con la neurociencia? –Bueno, de alguna manera los nenes tienen que ir adquiriendo las habilidades cognitivas de enseñar. Tenemos que tratar de ver cuáles son esas habilidades cognitivas que van adquiriendo, y sobre eso no hay absolutamente nada estudiado. Por ahora, estamos en la parte comportamental: tratando de ver si, puestos en la situación, los niños pueden enseñar. Después vamos a ir a la parte funcional, a tratar de ver mediante imágenes qué parte del cerebro se activa.
–Cuando un gato enseña a cazar va, caza a los ratones y después hace como un simulacro de cazar al ratón “en vivo” adelante de sus gatitos. ¿Qué diferencia hay entre eso que hace el gato y lo que hace usted con los chicos y el experimento? –Bueno, el gato le está enseñando un comportamiento más o menos estereotipado. Los patrones de comportamiento que se enseñan entre animales no humanos, como le decía, tienen que ver con cuestiones evolutivas más inmediatas.
–¿Y los animales domésticos no enseñan? –La verdad es que lo que estuve leyendo son estudios en poblaciones salvajes. Una de las cosas en las que estamos basándonos, por ejemplo, son estudios de cosas que hacen las madres y los infantes cuando se están mirando y cuando la madre les está enseñando algo a los nenes. Queremos ver si eso se reproduce en la conducta de los chicos.
–¿Y cómo piensa que funciona eso? Porque usted me dice que todavía no hay nada. Pero lo que sí debe haber es una hipótesis... –La hipótesis es que es una habilidad cognitiva que se desarrolla en los primeros años de vida y que es un indicador de cultura. Una de las cosas que se dicen habitualmente es que lo que nos hace seres humanos es la capacidad de enseñar como enseñamos nosotros.
–¿Pero la enseñanza no es una cosa evolutivamente positiva? ¿No es un comportamiento que podría ser como el del gato, aunque más complejo? –Bueno, no se sabe. Si uno afina la discusión, es muy probable que concluya que si alguien es más inteligente también tiene más posibilidades de conseguir una pareja y dejar descendencia, en cuyo caso la enseñanza podría pensarse como algo adaptativo. Nosotros, igualmente, hacemos muy poco de evolución.
–¿Y la capacidad de enseñar es innata? –Mmmm... hablar de “innato” es algo que uno debería evitar hacer, al menos en principio.
–¿Por qué? Yo tomo “innato” en el sentido de Chomsky, digamos, como algo que está dado previamente a mi nacimiento, en tanto que miembro de una especie. Por ejemplo: tenemos una habilidad innata para el lenguaje. –Bueno, yo en principio no hablaría de algo innato. Hablaría de una habilidad natural que aparece.
–¿Que aparece o que ya tiene? –Es que es muy difícil de determinar, porque no existen chicos “puros”: a todos les enseñaron algo sus papás, sus primos, sus maestros.
–¿Y cómo se puede diferenciar la conducta “innata” de una conducta aprendida? Por ahí vio enseñar y aprendió a enseñar viendo enseñar. –Sí. Bueno, eso es lo que estamos estudiando. Porque de hecho no le enseñamos cualquier cosa. Nosotros nos basamos en unos trabajos en los que toda la parte del aprendizaje está muy estereotipada. Usamos el tema del aprendizaje casual: hacemos que el nene aprenda que un objeto tiene determinadas características (en nuestro caso, hacer estornudar), que esas características no se transmiten de uno a otro, sino que son privativas del objeto. En el juego, el nene tiene que asociar ciertas cualidades a un objeto y no al otro.
–Pero eso tiene un gran valor de supervivencia. No es tan distinto a ver qué animal es peligroso y qué animal no. –Bueno, sí. Lo que pasa es que hay mucha literatura respecto de cuál es la cualidad distintiva que nos hace seres humanos. ¿Qué es lo que tenemos de distinto?
–¿Respecto de quién? –A los animales menos evolucionados. Nuestra pregunta es: ¿qué pasa si lo que nos distingue es la capacidad de enseñar, en el sentido particular en que enseñamos nosotros los seres humanos?
–Es mucho decir. Además, no estoy muy convencido de que haya un “algo” que nos haga ser seres humanos, del mismo modo que no sabría decir qué es lo que hace cocodrilo a un cocodrilo. –Sí...
–Porque también, muchas veces, se dice que lo privativo de nuestra especie es el lenguaje. Pero no tenemos muy en claro si los animales tienen lenguaje o no. –Claro. Por eso yo quería ser muy clara cuando nos referíamos al tema de si los animales enseñan o no enseñan. Por eso hay que ser un poco técnico...
–Lo que pasa es que no termino de ver la diferencia entre la enseñanza humana y la animal. –Transmisión de cultura...
–Como los memes de Dawkins. Pero hay animales que utilizan herramientas, por ejemplo, que es una forma de cultura. –Protocultura.
–¿Proto? –En lenguaje técnico, sí.
–Me parece que cuando usted habla de enseñanza parte de una distinción más radical que la que yo veo. Yo creo que no puede hacerse una distinción tan tajante. –Hay un ejemplo interesante. Las suricatas (unos pequeños mamíferos carnívoros) les traen a las crías los alacranes, al principio, muertos; después vivos, pero sin la cola; después, directamente vivos. En ese sentido, uno puede pensar que las suricatas también están enseñando. La madre suricata hace eso con los alacranes temporalmente. Si una de las crías no aprendió, ella le trae igualmente el alacrán con la cola.
–¿Y qué teorías sobre la enseñanza hay? –Hay, en grandes rasgos, dos líneas. Una dice que para enseñar, no importa la edad, tiene que existir teoría de la mente...
–Conciencia de sí. –Conciencia de que lo que sabe uno es distinto de lo que sabe el resto. Cuando los nenes son muy chiquitos, consideran que el conocimiento es universal y por eso no mienten. Si se comen algo a escondidas, piensan que de alguna manera sus papás saben qué pasó. En algún momento los nenes empiezan a desarrollar teorías de la mente y se dan cuenta de que lo que saben ellos es distinto de lo que saben los otros. Los que proponen esta línea aseguran que esta conciencia del propio conocimiento es una condición de posibilidad de la enseñanza: si todos conocen lo mismo, ¿para qué vamos a enseñar?
–¿Y la segunda línea? –La segunda propone que se puede prescindir de la teoría de la mente, que uno enseña de manera espontánea. Nosotros seguimos esa línea.

martes, 17 de abril de 2012

El Neutrón (haiku)


Algo ha de venir, algo mínimo
que me permitirá ver más y más lejos
alguien ha de venir
y con él
penetraré tu secreto
y miraré sin miedo
donde ningún mortal ha mirado.

sábado, 14 de abril de 2012

Avatares de la teoría del Big Bang

  DIALOGO CON SUSANA LANDAU, DOCTORA EN ASTRONOMIA, INVESTIGADORA DEL CONICET


El jinete hipotético se pregunta si es posible tener certeza sobre cómo se inició el universo. Mientras tanto, algunas apuestas teóricas intentan ajustar detalles de la teoría del Big Bang para explicar lo que entendemos.

–Escuché por ahí que se dedica a la energía oscura.
–En realidad, me dedico a estudiar la evolución del universo. En particular, intento estudiar modelos alternativos al modelo estándar del Big Bang, que es el modelo corriente que todos usamos, y cotejarlos con datos astronómicos y geofísicos para ver si esas teorías alternativas pueden explicar los datos que tenemos. En cierto sentido, podría decir que soy una refutadora de teorías.
–¿Qué dicen esas teorías alternativas? –Hay un montón de familias diferentes. Le cuento las que yo estudio, que son aquellas en las cuales las constantes fundamentales de la naturaleza (como la masa del electrón o la carga del electrón) pueden eventualmente cambiar su valor en escalas de tiempo muy grandes, de tiempo cosmológico.
–¿Y la velocidad de la luz, que es otra constante universal? –Hay algunas teorías que dicen que la velocidad de la luz podría variar.
–¿En qué modifica esta teoría de la variabilidad de las constantes la teoría corriente del Big Bang? –Es una modificación muy pequeña, porque el modelo del Big Bang es muy explicativo y sigue funcionando como paradigma para todo lo que tenemos. Pero estas teorías predicen, por ejemplo, que... A ver: supongamos que en mi teoría lo único que varía es la carga del electrón. Cuando se observan espectros de absorción de ciertos objetos astronómicos (en particular los cuásares) que dependen de la carga del electrón, la separación de algunas líneas espectrales va a variar si la carga del electrón varía. Uno lo que va a mirar es cómo es la separación de ciertas líneas en el cuásar para compararlas con el laboratorio. La observación más importante fue en 1998, cuando un grupo australiano dijo haber encontrado una variación de la constante de estructura fina.
–¿Qué es la constante de estructura fina? –Básicamente, la carga del electrón. Lo importante es que estas observaciones no han sido confirmadas. Hay un grupo que vio la variación, otro que con un telescopio distinto no. El tema está absolutamente en discusión. Otro grupo de teorías que yo me dedico a analizar son aquellas en las cuales se presentan alternativas a las teorías de inflación, es decir, las que sostienen que al principio hubo una etapa de expansión ultraacelerada.
–Las teorías de inflación parecen muy ad hoc, ¿no? –Bueno, los cosmólogos decimos que parecen un parche, pero es un parche que funciona bien.
–Huele demasiado a parche. –Sí. Y hay preguntas que no han sido contestadas. Por ejemplo: se empieza con un universo que es simétrico y totalmente isótropo (simétrico en todas las direcciones) y de alguna manera aparece una anisotropía, una ruptura de esa isotropía, para generar fluctuaciones que luego es lo que va a generar galaxias. Pero no hay explicación de por qué apareció esa anisotropía.
–¿Y entonces? –Un colega mexicano propuso que algunas variables del universo colapsan durante la fase inflacionaria, y ese colapso es la generación de la anisotropía. Eso también es un parche, no es una teoría completa: tengo que inventar un mecanismo que genere esa anisotropía. Todavía no sabemos por qué se produce esta anisotropía, entonces tenemos que proponer cosas. Supongo que todo esto tiene que ver con nuestro desconocimiento de la gravedad cuántica...
–Que es... –La aplicación de la teoría cuántica a la teoría de la relatividad. Ahora bien: todas estas teorías se testean con datos del fondo cósmico de radiación. Yo lo que hago es contrastar esas teorías, que predicen lo que se debería ver en el fondo cósmico de radiación, con lo que efectivamente se ve. Hasta ahora hemos visto que estas nuevas teorías pueden explicar las cosas tanto como lo hace la teoría estándar, no tiene problemas con las mediciones.
–¿Y usted qué piensa sobre la teoría estándar? ¿Y sobre las otras teorías? –Lo que tienen las otras teorías es que agregan parámetros y los científicos siempre tratamos de ver las cosas de la manera más simple posible. Por otra parte, creo que hay muchas cosas hoy en día que no se pueden explicar. Tenemos un 70 por ciento de energía del universo que no entendemos bien qué es. Algunos lo llaman energía oscura: otros, gravedad modificada, pero no está bien explicado. Estas teorías que predicen la variación de las constantes fundamentales podrían en su momento ser un candidato para explicar la energía oscura.
–¿Cómo sabemos que la energía oscura es el 70 por ciento? –No lo sabemos. Pero no se explican las mediciones de las supernovas, que son de hace 5 mil millones de años, y las del fondo cósmico de radiación si no suponemos la existencia de esa energía. Y el modelo estándar explica eso con la menor cantidad de parámetros.
–Bueno, pero ¿qué es la energía oscura? –Hasta ahora lo único que sabemos es su ecuación de estado. Imagínese lo siguiente: yo tengo un balde lleno de materia común (bariónica), aprieto un pistón y a medida que voy presionando aumenta la presión que ejerce esa materia. Si yo ahora lleno el balde de energía oscura, presiono un poquito y el balde chupa el pistón. Eso es lo único que sabemos de energía oscura, que es una de las explicaciones posibles para dar cuenta de dos datos que vienen de épocas muy distintas de la historia del universo. Y eso es lo que lo hace, para mi gusto, bastante verídico. Hay otros que trabajan con la idea de la gravedad modificada, que también resulta explicativa, aunque tiene otros problemas.
–¿No son muy grandes los márgenes de error de las mediciones? –Todo lo contrario. Hoy en día son muy precisos. Por eso si uno no pone un nuevo término (se le llame como se le llame) los datos resultan inexplicables. Todo esto empieza en el año ’98 con el tema de las supernovas. Cuando el brillo de las supernovas fue menor que el que se esperaba, se hicieron intentos para explicarlo. La solución, al principio, fue poner una constante cosmológica en las ecuaciones de Einstein. Hoy en día el modelo estándar sigue siendo el modelo con la constante cosmológica, pero no podemos explicar por qué esa constante tiene la magnitud que tiene. Tenemos problemas teóricos para explicarlo. Yo creo que ahora estamos todavía con problemas fenomenológicos, tenemos que lograr entender los datos que tenemos. Y la teoría hay que construirla...
–Lo que pasa es que siempre se puede inventar una teoría que dé cuenta de todos los datos. –Pero lo que hay que tratar de hacer es que sea con la menor cantidad de parámetros posible. Agregarle muchas constantes al problema es difícil. Uno siempre prefiere la explicación más simple. Yo creo que es interesante estudiar teorías alternativas porque los datos todavía no están bien explicados, pero nada me lleva a pensar que esas teorías sean verdaderas. Si me pregunta si yo creo que las constantes varían, yo le respondo que creo bastante firmemente que no.
–¿Y qué pasa con las teorías en las que varía la velocidad de la luz? –Las teorías en las cuales varía la velocidad de la luz son las más “borde” de todas. Si la luz variara, lo haría en un grado ínfimo.
–Estas cosas son muy abstractas, ¿no? Uno siempre frente a estas cosas piensa en la historia de la ciencia y se acuerda, por ejemplo, de Kepler, que hizo un modelo matemático completamente loco. –Bueno, y estas teorías vienen motivadas por la necesidad de unificar las cuatro interacciones fundamentales: la interacción nuclear fuerte, la nuclear débil, la electromagnética y la gravitatoria. Las teorías de Kaluza-Klein, que fueron en su momento las candidatas a unificar las interacciones, predecían una variabilidad de las constantes.
–Igual la gravedad es una cosa distinta, ¿no? –Bueno, a mí me cuesta mucho pensar que sea lo mismo que las otras. Porque la gravedad de alguna manera es el escenario de todo lo demás, y pensar que el escenario funciona igual que los objetos que se mueven por él es por lo menos problemático.
–Cuando Newton plantea la teoría de la gravitación, la crítica terrible es que es una fuerza que actúa a distancia. Newton se defiende diciendo que sobre la naturaleza de esa fuerza no se pronuncia. Después la relatividad cambia todo: ya no actúa de manera instantánea y, además, lo que hace es modificar la geometría. Pero no queda muy claro por qué la materia habría de modificar la geometría. –Ese es el corazón de las ecuaciones de Einstein. Pero las ecuaciones no dicen nunca por qué sino cómo.

martes, 10 de abril de 2012

El fulgor


Decidido y veloz apunta
 el pájaro
hacia el pesado párpado
crepuscular y en sombra
del final del verano.

El vuelo es vertical en el instante
 de luz máxima. Y no se sabe
qué hay después.

La luz arde. Lo incandescente
en la pulida cáscara de las últimas cosas
las ha vuelto intangibles y todo
 lo que solíamos  llamar la realidad
hoy se despide
de esta manera espléndida.

Y deberíamos temblar tal vez, y andar buscando
como a tontas y a locas una madre
en donde guarecernos del fulgor, y sin embargo
tanta potente luz nos deja boquiabiertos.
Mientras tanto, hundido está en la grieta de las últimas cosas
imperceptible el tiempo. Deberíamos
llorar por el adiós que anticipamos próximo,
 abandonarnos al dolor

y sin embargo
tanta
tanta potente luz.



Poema de Raquel Jaduszliwer publicado en el libro Los panes y los peces, Editorial De Los Cuatro Vientos, que ganó el Primer Premio Internacional de Poesía 2011 de la editorial.

miércoles, 4 de abril de 2012

Memoria y mundo interior de las ratas


DIALOGO CON DIANA ALICIA JERUSALINSKY, DOCTORA EN CIENCIAS BIOLOGICAS, INVESTIGADORA DEL CONICET
Imagen: Guadalupe Lombardo

El estudio de las bases neurológicas de la memoria y el aprendizaje en animales es una de las vías para comprender el funcionamiento del cerebro. Aquí, el Jinete Hipotético se enfrenta con los misterios del pensamiento, la memoria y el mundo interior.
–¿Qué hacen acá?
–Desde hace un tiempo estamos trabajando en las bases neurobiológicas y neurofisiológicas del aprendizaje y la memoria. Estudiamos fundamentalmente dos sistemas de neurotransmisión que clásicamente han sido involucrados en temas de memoria y aprendizaje. Trabajamos con un modelo animal: la rata.
–¿Y qué hacen con las pobres ratas?
–Una cosa que hacemos es tratar de entender cómo funcionan estos sistemas para consolidar algo que el animal aprende...
–¿Cómo es un experimento típico?
–Es, por ejemplo, entrenar ratas en una determinada tarea. Por ejemplo, poner al animal sobre una plataforma. Cada vez que el animal baja de esa plataforma, recibe una descarga. Uno mide, entonces, el tiempo que tardó el animal en descender de la plataforma. Como recibió un shock eléctrico, es esperable que la siguiente vez la rata recuerde lo que le pasó y evite el mayor tiempo posible bajar. Y, en efecto, es lo que pasa. Esto me permite tener una medida de la memoria del animal (la diferencia entre lo que tarda la primera vez y lo que tarda la segunda en bajar). De esta manera yo puedo estudiar cuánto dura la memoria, cuándo se extingue, cuán fuerte es. Y a la vez puedo actuar con lesiones o puedo hacer lesiones mucho más discriminatorias, mucho más sutiles, usando las herramientas farmacológicas.
–¿Por ejemplo?
–Yo puedo operar un animal previamente, accionar sobre una determinada región del cerebro que yo creo que está involucrada en el aprendizaje que quiero generar de modo tal de aumentar o anular los procesos de neurotransmisión. De este modo veo cómo participa cada subsistema en el aprendizaje. Por ejemplo, puedo inyectar una sustancia en el hipocampo, área que está muy involucrada en la adquisición de memorias espaciales en los roedores, antes de enseñarle al animal. Y luego trataré de ver cómo reacciona el animal. Si le bloqueé ciertas neurotransmisiones y el animal no aprende, puedo pensar que ese sistema está involucrado en los aprendizajes. Puedo, también, enseñarle algo al animal y luego bloquear el sistema, para ver si el sistema está involucrado en la consolidación de la memoria...
–¿Cuánto tiempo dura la memoria de la rata si uno no le administra nada raro?
–Puede durar más de un mes.
–Y después se olvida.
–Se va olvidando. En realidad no es que lo olvida, es que lo reemplaza por otro aprendizaje. Si yo le doy shock una vez y después durante un mes no recibe shock, el animal sabe o piensa que no tiene por qué recibir shock. Si yo quiero mantener la memoria, tengo que seguir dándole shocks esporádicamente.
–¿De cuánto son esos shocks?
–Muy chiquititos.
–Ustedes, entonces, tienen un parámetro para medir la memoria. ¿Usted cree que la memoria puede medirse con un solo parámetro?
–Esa memoria, que no es una memoria como aquella que depende del lenguaje simbólico, sino que es una memoria sencilla, se puede medir de esa manera. Hay aun una memoria más simple, que es la habituación. En realidad, uno mide más de un parámetro para medir habituación. Lo que se hace es colocar al animal en un espacio para ver cómo se habitúa. El animal explora el ambiente y toma ciertos datos y ciertas características a través de la exploración. Lo que es notable es que la segunda vez que se lo coloca en el mismo ambiente, todos los parámetros exploratorios disminuyen, puesto que el animal ya conoce el espacio. Ahí uno evalúa no un solo parámetro, sino cuántas veces cruza una determinada cuadrícula, o camina perimetralmente, cuántas veces cruza hacia el centro, cuántas veces se eleva en dos patas, cuántas veces pone su cabeza en los rincones para oler. Todos esos parámetros me van a indicar la memoria que tiene del ambiente. Pero en el primer caso que le mencionaba, el tiempo que tarda en bajar es un dato contundente.
–Es una cosa evolutivamente selectiva e importantísima.
–Sí, claro. Pero, además, la tendencia natural de un roedor es explorar. Por eso se llama al experimento evitación inhibitoria: lo que tiene que hacer el animal es inhibir un comportamiento natural, espontáneo. Lo que quiere la rata naturalmente es bajar a explorar, pero recuerda que recibe shocks y lo reprime.
–Es muy difícil conceptualizar todas estas cosas. Me da la sensación de que el ratón es tomado como una especie de robot... ¿en qué se diferencia del robot?
–Bueno, es muy importante lo que pregunta porque hubo muchas escuelas que concibieron a los animales como una caja negra incognoscible, pero que operaba como una máquina. Pero no es así: como lo diría un psicobiólogo, los animales tienen un mundo interior, aunque no tengan lenguaje simbólico para expresarlo.
–O por lo menos, no sabemos si tienen mundo interior.
–Hay muchos experimentos que indican que sí tienen, sobre todo con primates.
–¿Qué sabemos del mundo interior de una rata?
–Casi nada, y es muy difícil que alguna vez sepamos algo. Por eso estamos volcados a estudiar la fisiología, que es lo más accesible.
–¿Y qué piensa usted? ¿Qué pasa en ese mundo interior?
–El animal tiene una tendencia muy fuerte a explorar. Esto es algo que uno tiene que considerar, porque cuando uno está en contra de esta tendencia, los cambios que se tienen que dar en el circuito neurológico tienen que ser muy fuertes, porque van contra una tendencia muy fuerte. En ese sentido, yo puedo pensar un poco en ese mundo interior. Por ejemplo, puedo decir que al ratón no le gusta tener que quedarse en una plataforma sin moverse.
–¿Hay algún embrión de pensamiento ahí?
–Mmmm... Creo que hay una enorme capacidad de asociación, pero no lo llamo pensamiento. El pensamiento es otra cosa. El pensamiento demanda, creo, un lenguaje simbólico. Es decir que el pensamiento es posible en aquellos seres que pueden formarse imágenes separadas de la realidad. Si no existe esta representación separada, no hay pensamiento.
–Pero la rata recuerda el shock, aunque el shock no esté presente.
–Pero lo recuerda cuando se la pone exactamente en la misma situación. Esa es la diferencia fundamental con los humanos. En los animales, aparentemente, no hay posibilidad de independizarse de la realidad.
–¿Las ratas sueñan?
–Sí.
–¿Y qué pueden soñar?
–No lo sabemos. Pero acuérdese de que el hecho de que sueñe no significa que sueñe en imágenes.
–Me parece que tendríamos que pensar que sí. El sueño es una cosa que atraviesa la biología de los mamíferos. Es muy difícil imaginar un sueño sin imágenes. Y si sueña con imágenes, es porque piensa en el sentido en que usted concibe el pensamiento.
–Bueno, lo que uno ve en los animales más cercanos a nosotros desde el punto de vista evolutivo es que han llegado a manejar una cantidad enorme de signos, pero que esos signos siempre son usados para pedir, para satisfacer necesidades. Están muy fuertemente vinculados con la realidad. Y eso en animales muy cercanos a nosotros. Imagínese en las ratas...
–Lo que resulta muy difícil es tipificar un pensamiento distinto al nuestro. Acá hay otro problema: yo no creo que el pensamiento requiera el lenguaje, sino todo lo contrario. Creo que el lenguaje es un límite para el pensamiento. Ahora bien: evolutivamente estamos obligados a reconocer que hay grados distintos de pensamiento entre especie y especie. El problema es que nos resulta muy difícil imaginar cómo es un pensamiento distinto del nuestro.
–Déjeme decirle que, por ejemplo, la diferencia entre un bebé de dos años y medio y un chimpancé entrenadísimo y que fue enseñado a hacer muchas cosas es enorme.
–¿Un bebé piensa?
–Yo creo que sí, pero piensa muy parecido a un primate no humano.
–Pero entonces los primates piensan.
–Sí, claro. De hecho, un primate no humano puede llegar a idear un engaño. Y la mentira implica, necesariamente, pensamiento. Pero por ahora no hay evidencia de que ese mentir esté separado de la satisfacción de un problema de la realidad inmediata. Esto es lo que hace que si bien los animales tienen representaciones separadas hasta un nivel, no pueden ir más allá. La rata, por ejemplo, no puede activar la memoria si no se la somete a una situación igual a aquella en la que generó la memoria.
–¿Qué es lo que se guarda cuando se guarda un recuerdo? ¿Cómo se codifica?
–No lo sabemos. Lo que sabemos es que eso se codifica en circuitos del sistema nervioso, en relaciones entre neuronas. Sabemos que muchas de esas sinapsis tienen que ser plásticas, moldeables, para que puedan almacenar memoria.
–¿Qué es un recuerdo?
–Un circuito en funcionamiento.