Refinería petroquímica

¿Por qué la humanidad depende tanto del petróleo? No es porque el petróleo en sí se use, sino por los productos que se obtienen del mismo: materias primas químicas, combustibles, etc. Pero, eso sí, desde el punto de vista químico el petróleo no es la única forma de obtener esos productos, existen otras pero son más caras. La noticia, aparecida en Science, es que se ha encontrado un método barato para obtener materias primas químicas y, en última instancia, combustibles, a partir de los componentes del gas natural.

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Can't remember to forget you

El último éxito de Shakira con Rihanna se llama Can’t remember to forget you, es decir, “no puedo recordar olvidarte” y puede que el juego de palabras encierre una verdad que hasta ahora no estaba clara: olvidar es un proceso activo.

Con objeto de poder funcionar adecuadamente el encéfalo humano necesita poder no sólo almacenar información (recordar) sino también deshacerse de ella (olvidar). Gracias a la pérdida de recuerdos la información innecesaria se borra y el encéfalo mantiene su plasticidad. Un problema en este proceso puede llevar a problemas mentales muy serios. Ahora un grupo de investigadores encabezados por Nils Hadziselimovic, de la Universidad de Basilea (Suiza), ha descubierto el que podría ser el mecanismo por el que el proceso de olvidar se regula activamente. Los resultados se publican en Cell.

El encéfalo humano ha evolucionado de tal manera que sólo la información necesaria (siendo la definición de necesaria algo correspondiente a cada individuo) es la que se almacena permanentemente, el resto se olvida para siempre. Sin embargo, hasta ahora no se tenía claro si este proceso era activo o pasivo; por poner un ejemplo gráfico, si dejamos que la planta se seque sola o la podamos. Hadziselimovic et al han comprobado que una proteína llamada musashi (MSI1) sería la responsable de la estructura y función de las conexiones sinápticas en el encéfalo y la que regularía activamente la pérdida de memoria.

Can't remember to forget you

Los investigadores estudiaron primero las capacidades de aprendizaje en Caenorhabditis elegans genéticamente modificados que carecían de la proteína musashi. Si te preguntas cómo se estudia el aprendizaje en un gusano te diré que se basa en el condicionamiento olfativo: aprender no es más que asociar algo con algo y recordarlo.

Los experimentos no mostraron al comienzo ninguna diferencia en la capacidad de aprendizaje de los gusanos mutantes y los normales. Sin embargo, con la prolongación en el tiempo del experimento, se pudo comprobar que los mutantes eran capaces de recordar la información nueva mucho mejor. Dicho de otra manera, los gusanos sin la musashi olvidaban menos.

Los experimentos posteriores se centraron en averiguar cómo podía estar afectando la musashi al proceso de olvidar. Los resultados apuntan a que la proteína inhibe la síntesis de las moléculas responsables de la estabilización de las conexiones sinápticas. Esta estabilización de las conexiones se cree que es fundamental en los procesos de construcción de recuerdos.

Can't remember to forget you

El equipo de Hadziselimovic ha identificado dos mecanismos paralelos: por una parte otra proteína, la alfa-aducina (ADD-1), estimula el crecimiento de las sinapsis y por tanto ayuda a conservar los recuerdos; por otra la proteína musashi inhibe activamente la estabilización de las sinapsis y favorece la pérdida de recuerdos. Por lo tanto es el equilibrio entre estas dos proteínas lo que es crucial para conservar los recuerdos necesarios y no otros.

En conclusión, olvidar es algo molecularmente tan activo como recordar. Y, si bien habrá quien esté tentado de hablar de posibles usos clínicos futuros de este descubrimiento en casos de enfermedades que cursan con pérdida de memoria, digamos, suavemente, que es un futuro muy lejano. Aunque también es cierto que es una posibilidad terapéutica digna de ser explorada.

Referencia:

Nils Hadziselimovic et al (2014) Forgetting Is Regulated via Musashi-Mediated Translational Control of the Arp2/3 Complex Cell Volume 156, Issue 6, 1153-1166 DOI: 10.1016/j.cell.2014.01.054

Del espacio y el tiempo

La evolución de nuestra concepción actual del espacio y el tiempo, íntimamente ligada al desarrollo de la física, puede ser dividida en tres etapas. La primera, a la que denominaremos absolutismo, estuvo dominada por los conceptos absolutos de espacio y tiempo de Newton. La segunda, que llamaremos espaciotiempo, girará en torno a este concepto de Minkowski. Finalmente, la tercera, la que se corresponde con nuestras ideas actuales, a la que nos referiremos como estructuras dinámicas espaciales y temporales, toma como eje las estructuras de Einstein constituidas por campos gravitacionales que interactúan con objetos materiales y otros campos físicos.

Espaciotiempo

Newton definió el espacio absoluto en función del centro de masas en reposo del universo. Sin embargo, para salvaguardar las leyes de la mecánica cualquier “sistema inercial”, es decir, cualquier cuerpo moviéndose uniformemente con respecto al espacio absoluto podría servir como sistema de referencia.

A finales del siglo XIX la cuestión de los sistemas de referencia inerciales estaba íntimamente unida con la del éter, ese fluido imponderable base de la propagación de las ondas electromagnéticas. Dado que los físicos identificaban de hecho el éter con el espacio absoluto, era lógico suponer que el movimiento relativo al éter fuese detectable. El resultado negativo del experimento de Michelson-Morley (1887) suponía un auténtico problema, por lo que los teóricos empezaron a crear hipótesis capaces de explicar la no detección del movimiento relativo al éter.

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Ink drawing of bishop

¿Qué pasaría si tratásemos con lo métodos matemáticos de hoy las ideas cosmológicas de un obispo del siglo XIII? Un obispo además con profundas raíces aristotélicas. Esto es lo que ha hecho un equipo de investigadores encabezado por Richard Bower, de la Universidad de Durham (Reino Unido), y los resultados son sorprendentes: se llega a las mismas disyuntivas que con los modelos cosmológicos actuales y a la misma forma de solucionarlas, a saber, suponer la existencia de leyes físicas adicionales.

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Los-memes-de-Facebook-evolucionan-como-los-seres-vivos-580x538

Una de las ideas más impactantes sobre la vida es que ésta es básicamente información, ni agua, ni carbono, ni ninguna otra base material concreta son estrictamente necesarias: tan sólo información y el proceso de evolución. La vida es independiente del sustrato; tanto es así que puede evolucionar in silico, en una simulación por ordenador, si bien de esta manera sólo se han conseguido formas muy elementales.

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Mulverso inflacionario y el superdios

Ayer se dio a conocer un importante descubrimiento cosmológico. Han recogido la noticia hasta los noticiarios de televisión, que ya es decir, y la blogosfera científica anda revolucionada. Nosotros en lo que sigue no pretendemos explicar nuevamente el descubrimiento (ya lo han hecho otros con mayor maestría de la que podamos tener) sino explorar brevemente sus consecuencias filosófico/teológicas. Y es que la primera prueba directa de la inflación cósmica tiene implicaciones muy importantes.

Antes de entrar en materia sí conviene, sin embargo, tener una idea de lo que es la inflación y de qué va lo que se hizo público ayer. Hay mucho donde escoger y muy bueno, pero os recomiendo leer lo siguiente: La inflación cósmica y el multiverso inflacionario, Descubrimiento de modos B en la polarización del CMB (especialmente las aclaraciones).

Bien. Admitamos que sabemos qué es la inflación y su relación con el vacío. Y admitamos también que el hallazgo de los modos B es un indicio suficiente de que existió realmente algo muy parecido a la inflación. Bueno, pues una de las consecuencias es que esto es muy probablemente cierto:

Podemos considerar que nuestro universo es una burbuja que se rebeló contra el vacío, dejó de expandirse de forma exponencial y se llenó por esto de materia y radiación (incluyendo aquí energías y materias oscuras). Este proceso se puede seguir dando y por lo tanto estos modelos se dice que generan de forma natural multiversos, entendiendo aquí regiones que han dejado de ser inflacionarias. Esas burbujas, inmersas aún en un vacío que se expande inflacionariamente, no se sabe si pueden coincidir o no, lo natural es que no puedan tener contacto unas con otras. Más aún, las leyes de la física no tienen, ni deben, de ser las mismas en distintas burbujas de este tipo. Las cargas, las masas, etc, de los campos y partículas pueden diferir de una burbuja (universo) a otra.(Tomado de Enrique Fernández Borja, Cuentos Cuánticos 17/03/2014, El universo saca Bicep2; énfasis nuestro).

La amenaza que la existencia del multiverso inflacionario (que nosotros llamaremos heteroverso para no confundirlo con los multiversos paralelos) supone para las creencias religiosas de la creación lo expresó muy claramente el filósofo de la religión y catedrático de Oxford Richard Swinburne en 1996 en este ad hominem:

“Postular trillones de trillones de universos en lugar de un Dios para explicar el orden en nuestro universo parece el colmo de la irracionalidad”.

Y es que Swinburne, apologeta cristiano él, sabe que el heteroverso elimina completamente a un dios personal como el de las religiones monoteístas de la ecuación, siquiera como posibilidad. El heteroverso sólo deja hueco para una versión del dios deísta (el relojero que diseña inteligentemente el universo), pero con una omnipotencia tal que, por la navaja de Ockham, es prescindible. Pero veámoslo con algo de detalle.

Buena parte de la argumentación del diseño inteligente se basa en el principio antrópico o el concepto de universo bien afinado (énfasis nuestro):

[…] vivimos en un universo bien afinado, con muchas características que hacen posible la vida y que no pueden atribuirse a la suerte. Estas características incluyen los valores de las constantes físicas (como el valor de las interacciones nucleares) y muchos otros. […] si alguno de estos valores fuera ligeramente diferente, el universo sería dramáticamente diferente, haciendo imposible la existencia de muchos elementos químicos y características del universo tales como las galaxias. De manera que, para que la vida exista, hace falta la presencia de un diseñador inteligente que asegure que las condiciones requeridas estuvieran presentes en su momento produciendo el resultado que este diseñador había previsto.

Creo que el inteligente lector ya sabe por donde vamos. La existencia del heteroverso lo que indica es que nos encontramos en nuestro universo, con sus leyes físicas concretas y sus partículas tal y como son, no porque otros universos sean imposibles o improbables, sino porque la vida tal y como la conocemos no puede existir en otros universos. Nuestro universo aleatorio no es, en este sentido, especial.

Vemos pues que el heteroverso elimina el dios del diseño inteligente y, de paso, a otros dioses menores por definición. Con menores nos referimos a que cuantas más características, como, por ejemplo, la localidad (el Dios cristiano es local en el sentido en que el hombre está hecho a su semejanza y que una de las tres personas que lo componen tiene forma humana), atribuyamos a un dios más limitado es; en este sentido, el dios deísta es el menos limitado y, por tanto la definición mayor.

Pero, ¿realmente esto es así? La respuesta, como apuntábamos más arriba, es no. Podríamos argumentar que un dios verdaderamente omnipotente manifestaría su omnipotencia creando todos los universos posibles. Pero claro, crear todos los universos posibles y que este proceso continúe permanentemente, es lo mismo que decir que estamos ante un automatismo; por lo que este superdiós es, simplemente, prescindible.

Esta es una introducción esquemática a la cuestión. Si tenéis interés en discutir algún punto en concreto nos extendemos en los comentarios.

Del espacio y el tiempo

La evolución de nuestra concepción actual del espacio y el tiempo, íntimamente ligada al desarrollo de la física, puede ser dividida en tres etapas. La primera, a la que denominaremos absolutismo, estuvo dominada por los conceptos absolutos de espacio y tiempo de Newton. La segunda, que llamaremos espaciotiempo, girará en torno a este concepto de Minkowski. Finalmente, la tercera, la que se corresponde con nuestras ideas actuales, a la que nos referiremos como estructuras dinámicas espaciales y temporales, toma como eje las estructuras de Einstein constituidas por campos gravitacionales que interactúan con objetos materiales y otros campos físicos.

Absolutismo

El siglo XVII supuso la ruptura con muchas concepciones escolásticas del mundo material, muchas de ellas heredadas del aristotelismo a través de Tomás de Aquino. Entre éstas estaba la concepción del espacio y el tiempo como accidentes de la sustancia. Frente a esta idea, que no dejaba lugar para el vacío y asumía que el tiempo era el mismo en todas partes al mismo tiempo, los filósofos naturales del XVII jugaban con la idea del atomismo y otros sistemas que le daban al espacio una existencia independiente.

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Una nueva cosmoquímica por descubrir gracias al efecto túnel cuántico

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next, donde se publicó originalmente como Un experimento abre la puerta a la búsqueda de nuevas moléculas interestelares.

La composición de las nubes de polvo interestelares (o de cualquier objeto distante en el espacio que no sea una estrella) es conocida por la luz reflejada que recibimos de ella. En esta radiación pueden faltar algunas frecuencias que son las que ha absorbido esa materia y que actúan como una huella dactilar que permite identificar las sustancias que la componen. Pero, al igual que en el caso de las huellas dactilares policiales, para que la identificación sea posible el sospechoso tiene que estar fichado. Esto significa que debemos conocer qué combinación de frecuencias se corresponden a cada sustancia. Y para conocer estas combinaciones es necesario hacer cálculos teóricos y experimentos en la Tierra con las sustancias que pensamos puedan existir en el espacio interestelar.

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De la edad de la Tierra

Antes de mediados del siglo XVIII pocos eruditos o filósofos naturales en el occidente cristiano ponía en duda las cronología derivadas de las narraciones mosaicas. Creían que la Tierra era poco más antigua que los pocos miles de años del registro de la historia humana. A partir de la segunda mitad del XVIII, sin embargo, las investigaciones sobre los estratos de la Tierra y los fósiles empezaron a sugerir que la corteza terrestre había sufrido innumerables ciclos de formación y destrucción y que había alojado una serie de organismos vivos en continuo cambio mucho antes de la aparición de los humanos.

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la componente genética del alzhéimer

Al igual que ocurre con “el” cáncer, se suele hablar “del” alzhéimer como si fuese una única enfermedad definida. Y al igual que ocurre con los procesos cancerosos, el término alzhéimer engloba un conjunto de enfermedades, síntomas y cambios patológicos. Lo que ocurre en el encéfalo varía enormemente de paciente a paciente, y lo que desencadena el alzhéimer en una persona puede que no afecte a otra.

Una consecuencia de lo anterior es que no se pueden establecer reglas generales, ni de prevención, ni de tratamiento, hasta que no se desentrañe algo más el misterio del origen de lo que hemos dado en llamar el alzhéimer. Existen, eso sí, tratamientos farmacológicos que, efectivamente, retrasan la evolución de la enfermedad, pero ni se sabe muy bien por qué funcionan y su efectividad es muy limitada en el tiempo.

Buena parte de las informaciones que se encuentran habitualmente en los medios tratan sobre vacunas, tratamientos, experimentos relacionados con los síntomas de la enfermedad. Últimamente cada vez es más importante, aunque quizás no tan mediático, la aparición de métodos de diagnóstico precoz, fundamentales como mínimo para poder estudiar la aparición de la enfermedad. Todo lo anterior está muy bien, pero ¿y si la componente genética fuese mucho más importante de lo que se pensaba? Todo lo que se está haciendo podría ser perfectamente inútil.

Los seguidores de Experientia docet saben que hemos tratado este asunto con anterioridad en varias ocasiones. La última en profundidad fue hace dos años con La verdad sobre el alzhéimer sigue siendo incómoda. En este texto decíamos lo siguiente:

Existe un porcentaje pequeño de personas, más mujeres que varones, en el que existe una predisposición genética al Alzheimer (ya hablamos de esto en el artículo de 2010). Una historia familiar en la que la enfermedad esté presente dispara el riesgo. Pero no está claro cuál es el papel de la genética en general en la aparición de la enfermedad.

Acaba de aparecer publicado un estudio con gemelos que indicaría que la componente genética es mucho más importante de lo que se piensa. Si son nuestros hábitos de vida y nuestro entorno los causantes del alzhéimer, dos hermanos gemelos idénticos no tendrían por qué desarrollar la enfermedad los dos, ni que su variante de la enfermedad, en el caso de que ambos la desarrollasen, se pareciese siquiera.

Un equipo de investigadores encabezado por Diego Iacono, del Instituto de Investigación Biomédica de Nueva Jersey (EE.UU.) y el Instituto Karolinska (Suecia), compararon los encéfalos de hermanos gemelos (monocigóticos y bicigóticos) en los que uno o ambos habían muerto con alzhéimer diagnosticado. Los resultados indican que la mayoría de las parejas de gemelos no sólo tenían una progresión similar de la enfermedad de alzhéimer anterior a la muerte, sino, y esto es si cabe más llamativo, que también presentaban la misma combinación de patologías, una correlación que era mayor en los gemelos monocigóticos. Los resultados se publican en Brain Pathology.

Si bien el número de casos estudiado es muy bajo y, por consiguiente, serán necesarios más estudios para confirmar estos indicios, este trabajo apunta a que existirían toda una serie de causas potenciales de la enfermedad que dependerían en última instancia de nuestra herencia genética.

Como decíamos en 2012:

Visto lo anterior, se plantean dos posibles evoluciones de los acontecimientos: o bien una farmacéutica encuentra la piedra filosofal por casualidad, o bien se desaniman y deciden que ya no pueden seguir gastando burradas de dinero a ciegas. La probabilidad, me temo, juega a favor de la segunda. Esto significa que sólo la investigación básica podrá encontrar la clave a la solución al problema. Lo que lo reduce a una cuestión temporal y económica, en la que los gobiernos, como principales concernidos, tienen mucho que decir. A los que tenemos el riesgo genético sólo nos queda esperar que no empleen demasiadas décadas.

Referencia:

Iacono D., Volkman I., Nennesmo I., Pedersen N.L., Fratiglioni L., Johansson B., Karlsson D., Winblad B. & Gatz M. (2014). Neuropathologic assessment of dementia markers in identical and fraternal twins, Brain Pathology, n/a-n/a. DOI: