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Ikerketa-talde multizentriko batek aztertu du maratoi bat egiteak zer eragin duen mielinan (egitura horrek inguratzen ditu axoiak, hau da, neuronek nerbio-bulkadak transmititzeko dituzten hari-formako luzapenak). Emaitzen arabera, mielina-edukiak jaitsiera nabarmen eta orokorra izaten du, eta pixkanaka berreskuratzen da gero. Ikerketak erakutsi du garuneko metabolismo energetikoa uste zen baino konplexuagoa dela. Mielinak garunaren erregai gisa duen funtzioak garunaren energia-premiei buruzko ikuspegi berri bat ireki du.

Energia asko behar duten seinale elektriko eta kimikoen bidez gauzatzen da garuneko komunikazioa. Zenbatespenen arabera, giza gorputzak gastatzen duen energia guztiaren % 20 garunak kontsumitzen du, gorputz-pisuaren % 2 inguru baino ez duen arren. Haren energia-iturri nagusia glukosa da. Hainbat erakundeetako ikertzaile batzuek, Carlos Matute UPV/EHUko Anatomia eta Giza Enbriologia arloko katedratikoak zuzenduta, azterketa bat egin dute jakin nahian “zer gertatzen zaion garunari energia-iturri hori minimoen azpitik dagoenean. Adibidez, ariketa fisikoa denbora luzez egiten denean, hala nola maratoi edo ultramaratoi batean”.

Irudia: lasterkarien garuneko mielina-mailak murriztu egiten dira maratoi baten ondoren (erdiko irudia). Bi asteren buruan, material isolatzaile horren parte handi bat berreskuratu egiten dela dirudi (eskuineko irudia). (Irudia: Pedro Ramos-Cabrer. Iturria: UPV/EHUko prentsa bulegoa)

Erresistentzia-ariketa luzeak organismo guztiko energia-erreserbak mobilizatzen ditu eskaera energetikoei erantzuteko. Karbohidratoak dira energia-iturri nagusia. Erreserba horiek agortzen diren heinean, gorputzak energia-iturri gisa pilatutako gantza behar du neurri handiagoan. Besterik ez bada, beharrezkoa izanez gero, organismoak muskulu-proteinak ere deskonposa ditzake energia gisa erabiltzeko. “Gure azterketaren emaitzek erakutsi dute nerbio-zelulek, hipogluzemia-egoeran (glukosa gutxi), ordezko energia-iturrietara jotzen dutela, hala nola mielinara. Axoiak edo neuronak komunikatzen dituzten nerbio-zuntzak inguratzen dituen egitura koipetsu bat da mielina, eta seinale elektrikoak oso arin hedatzea errazten du”, azaldu du Matutek.

Mielinaren funtzioa ulertzearen garrantzia

Azterketak erakutsi du maratoi bat egiteak korrikalarien mielina-edukia murrizten duela garuneko gai grisaren eta zuriaren parte handi batean. Eremu batzuetan gehiago eta beste batzuetan gutxiago baina eragina antzekoa da bi hemisferioetan. Mielina-galera hori berreskuratu egiten da lasterketaren ondoren, eta esfortzua amaitu eta bi astera mielina-mailak ia normalizatuta egoten dira. “Prozesu itzulgarria da, mielina-maila atsedenarekin normalizatzen baita, ohiz kanpoko energia-eskaeraren ondoren. Baina gehiegi luzatuko balitz, eragin funtzionalak izan litzake garunean”, adierazi du Pedro Ramos Cabrer CIC biomaGUNEko Ikerbasque irakasleak.

Ikerketa egiteko, zenbait maratoi-lasterkariren garunak eskaneatu zituzten erresonantzia magnetiko bidez, lasterketaren aurreko eta ondorengo egunetan eta handik bi astera. Lasterketaren ondorengo egunean edo hurrengo bi egunetan, lantaldeak murrizketa bat nabaritu zuen garuneko mielina-kantitatean. “Bi asteren buruan, mielina-mailak normalak ziren”, adierazi du Matutek.

Ariketa luzearen ondoren mielina-eduki orokorrean izandako jaitsiera drastiko horrek eta jarduera fisikoa murriztu ondoren mielina-maila berreskuratu izanak ikuspegi berri bat ireki du. Tipikoki erabiltzen diren garun-nutrienteak urritzen direnean erabiltzeko moduko energia-biltegi bat izan daiteke mielina. Ramosen esanetan, “garuneko metabolismo energetikoa gaur egun uste dugun baino konplexuagoa da. Mielinaren lipidoak (gantzak) garun-erregai gisa duen erabilerak garunaren eskakizun energetikoei buruzko ikuspegi berri bat ireki du, zeinak eragina baitu oro har biztanleriaren nutrizioan eta kirolarien errendimenduan”.

“Emaitza horiek ireki dituzten ikerketa-lerroek parez pare jar ditzakete gaixotasun neurodegeneratiboak eta metabolismo energetikoaren asalduak. Horrek, bide berriak ireki gaixotasun horiek tratatzeko. Lan-lerro berria, berritzailea eta esperantzagarria da. Ala ere, kasu gehiagorekin berretsi behar dira emaitzak”, azaldu du CIC biomaGUNEko irakasleak.

Matute irakasleak azaldu du azterketa hori oso garrantzitsua dela “esklerosi anizkoitza eta gainerako gaixotasun desmielinizatzaileak ulertzeko. Haietan, mielina desagertu egiten da, eta, horrenbestez, axoiei egiten dien ekarpen energetikoa ere bai; ondorioz, elikatu gabe geratzen dira, eta errazagoa da egitura-kalteak eta degenerazioa sortzea”. Gainera, adinaren ondorioz mielinak jasaten duen zahartzeak eragin negatiboak ditu funtzio kognitiboetan, eta alzheimerra eta bestelako gaixotasun neurodegeneratiboak sorrarazi eta larriagotu ditzake.

Lan horren emaitzek horizonte berriak ireki dituzte mielinak —osasuntsu, zahartu eta gaixo dagoelarik— garunean duen paper energetikoari buruz. UPV/EHUko katedratikoak ondorioztatu duenez, “frogatu dugu ezen, osasun-egoera onean dagoenean, mielina ariketarekin gastatzen dela eta atseden hartuta berreskuratzen dela berez, dieta osasungarria izanda. Baina, zahartzearekin eta esklerosi anizkoitzaren, alzheimerraren eta beste gaixotasun batzuen kasuan, mielina-kantitatea eta haren kalitatea murriztu egiten dira zenbait kausaren ondorioz, patologiaren arabera, eta ez dira berez berreskuratzen. Horregatik, beharrezkoa izango litzateke goiz esku hartzea, gaixotasun horien hasieran, edo modu prebentiboan, mielinaren suntsitze progresiboa murrizteko, bai ad hoc dieta baten bidez, bai mielina energia-iturri gisa erabiltzea eta atsedenean berreskuratzea sustatuko duten farmakoen bidez”.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Maratoi bat egiteak mielina-edukia murrizten du garunean.

Erreferentzia bibliografikoa:

Ramos-Cabrer, Pedro; Cabrera-Zubizarreta, Alberto; Padró, Daniel; Matute-González, Mario; Rodríguez-Antigüedad, Alfredo; Matute, Carlos (2023). Widespread drastic reduction of brain myelin content upon prolonged endurance exercise. bioRxiv. DOI: 10.1101/2023.10.10.561303

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José Manuel González Gamarro

Una definición muy recurrente y, hasta cierto punto, comprensible, es la que se hace de la música describiéndola como un lenguaje. Muchas veces se dice que la música es el lenguaje universal, aunque esto no sea más que una alusión a su naturaleza no semántica o bien a un deseo de entendimiento entre seres humanos, como ya expliqué aquí. Lo cierto es que esta comparación tiene su lógica desde el momento en el que se identifica el lenguaje con el habla (aunque no sean lo mismo), puesto que la música y el habla, generalmente, comparten la modalidad auditiva y son de naturaleza comunicativa. Este hecho es especialmente relevante al analizar los primeros años de vida de los seres humanos. La comunicación entre los adultos y sus hijos, cuando aún no se ha adquirido el lenguaje, suele ser efectiva mediante canciones.  Cuando se quiere involucrar a los niños en interacciones lúdicas o se pretende calmarlos para hacer que se duerman, se suelen usar canciones. Personalmente he podido comprobar cómo de eficaces son las canciones a la hora de comunicarse con un niño. Por ejemplo, antes de que adquiriera el habla, mi hijo era capaz de identificar los juguetes por la melodía que emitían. Si yo tarareaba una melodía, de todos los que tenía disponibles, centraba toda su atención en el juguete que emitía esa misma melodía. Era una forma de pedirle las cosas antes de que supiera hablar.

Foto: Sam Moghadam Khamseh / UnsplashEstructuras rítmicas paralelas

Las cualidades musicales del habla también se ponen de manifiesto en el desarrollo temprano del lenguaje de los bebés, y una de estas cualidades es el ritmo, que al parecer es una de las primeras propiedades del lenguaje (Nazzi el al., 1998). Esto es debido a que tanto el lenguaje como la música comparten estructuras rítmicas paralelas. Un ejemplo puede apreciarse en los diferentes idiomas. La frecuencia relativa de los ritmos punteados en las canciones populares inglesas en comparación con las francesas es paralela al contraste de los ritmos hablados en los dos idiomas (Huron y Ollen, 2003; Patel y Daniele, 2003), lo que se acentúa en las canciones infantiles (Hannon et al, 2016). La exposición a diferentes patrones de acento en el habla también puede moldear las tendencias perceptuales de agrupación de los bebés. Otro ejemplo con los diferentes idiomas nos lo da la investigadora Katherine A. Yoshida y sus colaboradoras (2010), estudiando las diferencias entre bebés expuestos al idioma japonés en comparación con el inglés. Se ponen de manifiesto diferencias en la manera de agrupar perceptivamente los acentos musicales, lo que probablemente es atribuible a diferencias en los acentos y agrupación en estos idiomas.

La comunicación del afecto es algo trascendental en las canciones que los progenitores cantan a sus bebés, sin embargo, estas canciones también proporcionan un marco temporal sobre el cual se sustentan las habilidades lingüísticas. Es decir, la percepción del ritmo está relacionada con la capacidad del lenguaje en los niños (Gordon et al., 2015; Ladányi, et al., 2020). Esto último tiene mucha relevancia para la observación de las dificultades y trastornos del desarrollo relacionados con la comunicación, es decir, trastornos del habla, el lenguaje y la lectura. Debido a que estos trastornos tienen un gran impacto social y de salud, la investigadora Eniko Ladányi estudia las relaciones profundas entre las dificultades rítmicas en edades tempranas (lo que ella llama “ritmo atípico”) y los posteriores trastornos comunicativos. Estos trastornos presentan en muchas ocasiones comorbilidad con otros trastornos o enfermedades, por lo que identificarlos y comprenderlos para su posterior tratamiento es fundamental para la buena salud de la población. Lo que hace Ladányi es usar el ritmo, sus dificultades o su cualidad de atípico, para predecir y diagnosticar estos problemas comunicativos. Los retrasos o trastornos de la comunicación son sensibles a la intervención temprana, por lo que su pronta identificación puede maximizar la atención terapéutica.

Las habilidades rítmicas como marcador clínico

Hay diferentes trastornos de comunicación como pueden ser la dislexia, la tartamudez, el trastorno del desarrollo del lenguaje (conocido como DLD por sus siglas en inglés), etc. que presentan síntomas diferentes, pero existen puntos en común, como un conjunto de posibles “dimensiones” biológicas y conductuales como factores de riesgo que coexisten en todos los trastornos (Nayak et al., 2024). Las habilidades rítmicas podrían proporcionar un marcador clínico para la identificación temprana. Estas habilidades requieren la percepción de pequeñas diferencias entre ritmos, extrayendo tempos de la información rítmica y sincronizando movimientos motores con el puslo, como por ejemplo los golpecitos. El golpeteo isócrono es una forma de medir las habilidades de ritmo musical, el cual se ve afectado en múltiples trastornos del habla y el lenguaje. Las habilidades de sincronización de ritmos están deterioradas en niños con DLD y adultos con dislexia, lo que hace postular una hipótesis a las investigadoras que ellas mismas llaman “hipótesis del riesgo del ritmo atípico”, donde los individuos con deficiencias en muchos aspectos diferentes de las habilidades rítmicas tienen un mayor riesgo de sufrir trastornos del habla y el lenguaje. Para comprobar esta hipótesis se realizaron dos estudios (retrospectivos) principales utilizando datos de cinco cohortes diferentes con un total de 36.950 individuos. Tras estos estudios se pudo concluir que las alteraciones del ritmo son un factor de riesgo transdiagnóstico para los trastornos del desarrollo relacionados con la comunicación. Estas alteraciones rítmicas están relacionadas con una mayor probabilidad de sufrir trastornos de la articulación, tartamudez, dislexia, dificultades con la lectura y el aprendizaje o DLD.

Esto abre una puerta a la ampliación de la comprensión de, por ejemplo, la dislexia ya que, además del estudio del procesamiento del ritmo del habla y la percepción, el papel del ritmo musical parece tener una importancia clave. Los estudios realizados en cuanto al ritmo también lanzaron datos que indican que existe una asociación significativa entre la discriminación del ritmo y las habilidades de lectura. Además, las predisposiciones genéticas para las habilidades de lectura predijeron las puntuaciones en el ritmo, así como las capacidades para sincronizar ritmos predijeron las puntuaciones de lectura, en cohortes diferentes. Esto puede sugerir que la biología subyacente relacionada con el ritmo musical puede ser una fuente adicional de variabilidad entre individuos en los rasgos del habla y el lenguaje.

Posibilidades futuras

Una de las consecuencias de estos estudios sobre el ritmo pudiera ser motivar futuros estudios longitudinales que puedan arrojar luz sobre el papel que juega la habilidad rítmica en las distintas etapas del desarrollo y aprendizaje del lenguaje. Además, podrían verse las relaciones entre la genética de los rasgos rítmicos y los diferentes caminos que ha seguido el desarrollo del lenguaje, aunque imagino que esto se verá en un futuro, cuando la hipótesis de las investigadoras se siga sometiendo a su confirmación.

Tal y como deducen las investigadoras, la posibilidad de desarrollar y validar herramientas de detección de los trastornos basadas en ritmos musicales, mejoraría la identificación temprana de personas en riesgo de padecer estos trastornos. Las evaluaciones basadas en el ritmo no requieren ningún cambio ni desarrollo específico para niños multilingües, lo que facilitaría su uso en multitud de países diferentes. Además, usar la evaluación rítmica puede tener un alcance mayor ya que niños que no están en el umbral clínico de estos trastornos, pero presentan (o podrían presentar en un futuro) ciertas dificultades, pueden beneficiarse de este seguimiento por padres, docentes y logopedas. No hace falta decir que este tipo de evaluación rítmico-musical es motivadora y atractiva para los más pequeños, en lo cual reside una gran ventaja. Cómo de eficaces serán estas evaluaciones lo dirá el tiempo, si la investigación avanza en desarrollarlas y llevarlas a cabo.

Todo este asunto del ritmo y las habilidades comunicativas tiene también su lógica desde la perspectiva de la evolución, puesto que hay estudios que postulan que los rasgos de ritmo y comunicación coevolucionaron para respaldar señales creíbles en comportamientos comunicativos claves para la supervivencia, en definitiva, la coordinación entre padres e hijos (Mehr et al., 2020). Esto podría ser una plausible explicación de por qué el ritmo es algo tan primario en los seres humanos. Hay toda una historia biológica, genética, evolutiva, que subyace en un simple repiqueteo de los dedos cuando alguien sigue el tempo o los acentos al oír música. Un primer plano de este simple gesto podría revelarnos una amplia información acerca de nuestra propia manera de comunicarnos.

Que el ritmo no pare.

Referencias

Gordon, R. L., Shivers, C. M., Wieland, E. A., Kotz, S. A., Yoder, P. J. y McAuley, J. D. (2015). Musical rhythm discrimination explains individual differences in grammar skills in children. Developmental Science, 18(4), 635-644. https://doi.org/10.1111/desc.12230

Hannon, E. E., Lévêque, Y., Nave, K. M. y Trehub, S. E. (2016). Exageration of laguage-specific rhythms in English and French chlidren´s songs. Frontiers in Psychology, 7, 939. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2016.00939

Huron, D. y Ollen, J. (2003). Agogic contrast in Frech and English themes: Further support for Patel and Daniele (2003). Music Perception, 21(2), 267-271. https://doi.org/10.1525/mp.2003.21.2.267

Ladányi, E., Persici, V., Fieveash, A., Tillmann, B. y Gordon, R. L. (2020). Is atypical rhythm a risk factor for developmental speech and language disorders? WIREs Cognitive Science, 11(5). https://doi.org/10.1002/wcs.1528

Mehr, S. A., Krasnow, M. M., Bryant, G. A. y Hagen, E. H. (2020). Origins of music in credible signalling. Behavioral and Brain Sciences, 44, e60. https://doi.org/10.1017/S0140525X20000345

Nayak, S., Ladányi, E., Eising, E., Mekki, Y. N., Nitin, R., Bush, C. T., … y Gordon R. L. (2024). Musical rhythm abilities and risk for developmental speech-language problems and disorders: epidemiological and polygenic associations, europepmc.org. https://doi.org/10.31234/osf.io/kcgp5

Nazzi, T., Bertoncini, J. y Mehler, J. (1998). Language discrimination by newborns: Toward an understanding of the role of rythm. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 24(3), 756-766. https://psycnet.apa.org/doi/10.1037/0096-1523.24.3.756

Patel, A. D. y Daniele, J. R. (2003). An empirical comparison of rhythm in language and music. Cognition, 87(1), B35-B45. https://doi.org/10.1016/S0010-0277(02)00187-7

Yoshida, K. A., Iversen, J. R., Patel, A. D., Mazuka, R., Nito, H., Gervain, J. y Werker, J. F. (2010). The development of perceptual grouping biases in infancy: A Japanese-English cross-linguistic study. Cognition, 115(2), 356-361. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2010.01.005

Sobre el autor: José Manuel González Gamarro es profesor de guitarra e investigador para la Asociación para el Estudio de la Guitarra del Real Conservatorio Superior de Música “Victoria Eugenia” de Granada. Una versión anterior de este texto apareció en Substack.

El artículo El ritmo musical y las habilidades comunicativas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Klima-larrialdia

Hiriak eta udal aglomerazio handiak klima-larrialdira moldatu behar dira, Pedro Miguel Guerrero Malagako Unibertsitateko irakaslearen ustetan. Hirietan bero-uharte efektua gertatzen da, eta horrek areagotu egiten du bero sentsazioa eremu horietan. Guerreroren arabera, hirigintza ereduak zerikusi handia du bero-uharte efektuaren emendapenean, eta eraikuntzako materialez gain, eraikuntzaren morfologiari eta arkitekturari ere erreparatu behar zaiola dio. Azalpenak Berrian.

Osasuna

Kontaktu fisikoak onurak ditu gure osasunean. Kontaktu fisikoa gainerako pertsonekin edo objektuekin izan daiteke, eta osasun fisiko eta mentala hobetzen ditu. Ikertzaileek ondorioztatu dute besarkadek, laztanek edo masajeek gutxitu ahal dituztela mina, depresioa eta antsietatea. Robotekin, mantekin edo burkoekin kontaktua izateak ere onurak eragiten zituen. Datuak Zientzia Kaieran.

Fentaniloak mendekotasuna sortzeko baliatzen dituen mekanismoak argitu dituzte. Bi mekanismoren bidez eragiten du mendekotasuna: dopamina askatzen du sariaren zirkuituaren bidez, eta abstinentzia-sindromea saihesten du. Lortutako ondorioen arabera, bien baturak egiten du adikzioa hain handia izatea. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Pepe Alcami Madrilgo Karlos III.a Osasun Institutuko ikerlaria da, eta 1986tik ari da GIBa eta hiesa ikertzen. Azaldu duenez, oraindik hiesaren kontrako txertorik ez izatearen arrazoi nagusiak bi dira: immunitate sistema ez dela eraginkorra GIBaren aurka, eta birusak mutatzeko joera duela. Alcamik adierazi du, hiesaren kontrako txertoa, aurkitzekotan, lortzeko eta aplikatzeko zaila izango dela, oraingoz behintzat. Azalpenak Berrian.

Mikroplastikoak topatu dituzte pertsonen eta txakurren barrabiletan. 47 txakur eta 23 pertsonetan egin dute behaketa, eta guztietan topatu dituzte mikroplastikoak, maila esanguratsuetan, gainera. Kasu guztietan, polietilenoa izan da gehien agertu zen polimeroa. Txakurren kasuan ugalkortasun-parametro batzuk ere neurtu dituzte, eta ikusi dute zenbat eta mikroplastiko gehiago, are eta espermatozoide gutxiago dituztela. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Biologia

Zelula seneszenteak gehiago bikoiztu ezin diren zelulak dira. Hil beharrean, zelula seneszenteek inguruko zelulei seinaleak igortzen dizkiete, ehun hori birsortu beharra dagoela komunikatzeko. Horregatik, alzheimerra, minbizia, osteoartritisa eta beste hainbat gaitzen terapietan erabili daitezke. Baina kaltegarriak ere izan daitezke, zahartzea ere eragin baitaitezke. Datu guztiak Berrian.

Kimika

Barazkietan eta zizareetan antibiotikoak detektatzeko bi metodo berri aurkeztu ditu EHUko IBeA ikerketa-taldeak. Antibiotiko-kontzentrazio oso baxuak detektatzeko gai dira, eta gama zabal bat zehaztu daiteke, baita haiek eraldatzetik eratorritako zenbait produktu ere. Erabilgarritasun handikoa izatea espero da, antibiotikoak elikadura-katearen bidez, gizakietara ere irits daitezkeelako. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Antropologia

Trantsizio demografikoaren elementu erabakigarria kulturala izan daiteke. Prozesu horren kausa nagusia garapen ekonomikoa dela pentsatu izan da, baina horrek prozesuaren zati bat bakarrik azalduko luke. Jaiotza-tasa murriztea seme-alaba kopuru txikia hazteko erabaki kontzientearen ondoriozkoa da, eta erabaki hori arrazoi kulturalengatik gailentzen da gizartean. Datuak Zientzia Kaieran.

Informatika

Maitane Martinez informatikaria izan da aurtengo Txiotesia lehiaketa irabazi duen ikertzailea. Bere doktorego-tesian, ikaskuntza automatikoaren teknikak aplikatzen ari da Parkinson gaixotasunaren diagnosi goiztiarra eta pronostikoa egiteko. Horretarako, biomarkatzaileak identifikatzen dabil, eta azken helburua parkinsona goiz atzematea eta pazienteen eboluzioa ikustea da. Informazio gehiago UEUren webgunean eta Berrian.

Kosmologia

X izpi berri batzuek agerian jarri dute unibertsoa kosmologiak igarri bezain pikortsua dela. eRosita X izpien teleskopioak jasotako datuak erabilita, kosmosaren heterogeneotasunari buruzko estimazio berriak egin dituzte. Emaitzen arabera, unibertsoaren “pikortasun faktorea” 0,83 izango litzateke. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Argitalpenak

Charles Darwin Ingalaterran jaio zen 1809an. Txikitatik naturalista izan nahi zuen, baina bere aitak teologia ikasketak egitea derrigortu zuen. Cambridgeko Unibertsitatean ikasten ari zela, hegoaldeko itsasoetara antolatu behar zen espedizio batean parte hartzeko gonbita jaso zuen, eta espedizioan izandako bizipenek hautespen naturalaren teoria proposatzea eragin zuten. Pertsonaia honen bizipenak “Zientzialariak” komiki-sortaren Darwin: Teoriaren eboluzioa alean irakur daitezke. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Egileaz:

Irati Diez Virto (@Iraadivii) Biologian graduatua da, Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen UPV/EHUn eta Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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Los cambios del cerebro durante el embarazo y la maternidad, cómo el estrés ha pasado de ser un mecanismo de supervivencia a un eventual elemento de riesgo para nuestra salud o cuál ha sido el papel que ha jugado el suicidio en la evolución del ser humano fueron algunos de los temas que se tratarán en la VI Jornada Nacional sobre Evolución y Neurociencias.

La jornada tuvo lugar el Bizkaia Aretoa de la UPV/EHU los pasados 25 y 26 de abril y estuvo dirigida por Eva Garnica y Pablo Malo, de la Red de Salud Mental de Bizkaia, institución que organizó la jornada junto a la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El encuentro, cuya primera edición se celebró en 2017, se ha convertido en una cita imprescindible para las y los expertos en ámbitos como la psiquiatría, la psicología o la biología. Una jornada que sirve para analizar el comportamiento humano desde un punto de vista evolutivo y divulgar de un modo accesible para todos los públicos.

La caza, la ingestión regular de carne, un alimento mucho más denso energéticamente, supuso un punto de inflexión en la evolución de nuestro linaje, con profundos cambios fisiológicos y metabólicos, los más trascendentes de los cuales afectaron al encéfalo.

La conferencia «La caza y la evolución del encéfalo humano» corre a cargo de Juan Ignacio Pérez, catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo La caza y la evolución del encéfalo humano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

“Ni”, hau da, zu, den ezer ez dagoela ondorioztatzen duzula da serio pentsatzen jartzearen arazoa. Ondorio horretara iristeko bideetako bat denboraren jarraitutasuna ukatzea da, eta hori denboraren existentzia ukatuz lor daiteke. How logic alone may prove that time doesn’t exist, Matyax Moravecena.

Bero gutxiago gordetzen duten hormigoiak erabiltzea da hirietako beroa murrizteko bide bat. Horretarako, nahasketari itsas barraskiloak gehitu behar zaizkiola dio DIPCko jendeak. Sea snails for mitigating urban heat island effects. Ez da ideia hain xelebrea, alorrean erreferentzia den aldizkari baten azala eman diotenean.

Irisgarritasuna, erabilgarritasuna eta kostua dira haurren mundu digitalerako sarbidean desberdintasunaren hiru hankak. Martha Villabonak Inequality in children’s access to the digital world.

Matematika eta bere historia gustatzen bazaizkizu, ziur Euklidesen bosgarren postulatuaz hitz egiten entzun duzula. Jesus Zamorak kontatu ohi ez den istorioaren zatia kontatzen dizu: Euclid’s fifth postulate, the inside story

Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Elon Musk ha anunciado la introducción de la inteligencia artificial general en sus productos aunque no exista. En la imagen en plena pandemia covid-19. Fuente: Wikimedia Commons.

Cuando hablamos de inteligencia artificial (IA) debemos orientarnos con rigor a partir de las bases de las ciencias que la soportan. En otras palabras, nunca debemos apoyarnos en las expectativas generadas artificialmente alrededor de nuevos productos que nos intentan vender, así como en la tremenda hipérbole publicitaria (hype) que arrasa todos los medios. Las afirmaciones exageradas sobre sus éxitos dañan seriamente la reputación de la IA como ciencia y la pueden conducir a ser utilizada casi como una pseudociencia, al modo de la astrología, el terraplanismo y la homeopatía.

El científico Jonathan Grudin publicó en 2009 un artículo en el que ilustraba las bruscas oscilaciones del interés, financiación y avances reales de la IA a lo largo de su historia. En él se recurría a la metáfora de las estaciones del año, que nos permite comprender cómo ha evolucionado la IA desde su nacimiento.

El ciclo estacional de la IA. Fuente: J. Grudin (2009) AI and HCI: two fields divided by a common focus. AI Magazine, vol. 30, n. 4, pp: 48-57. doi: 10.1609/aimag.v30i4.2271.

Ahora, terminando el primer cuarto del siglo XXI nos encontramos en un período álgido, pero no son improbables futuras y profundas simas de inviernos de la IA, dado que aún hay mucho que investigar y comprender sobre esta importante área de conocimiento.

La comunidad científica de este campo es consciente de lo lejos que nos encontramos de modelar verdaderos sistemas nerviosos computacionales o de entender en qué consiste la inteligencia. Estos investigadores también asumen que no hay evidencia –ni matemática, ni física, ni biológica–, ni se conoce la existencia de ningún prototipo equivalente a las capacidades pensantes de un cerebro humano. Por ello aún es necesario gran esfuerzo en múltiples áreas si deseamos avanzar desde la ciencia y con pasos serios y firmes.

Las IA generativas son degenerativas

Los productos más populares de la industria IA en estos últimos tiempos son las “IA generativas” basadas principalmente en redes neuronales computacionales entrenadas con modelos de lenguaje de gran tamaño (LLM). Los ejemplos más conocidos son ChatGPT, MidJourney y Sora, capaces de generar texto, gráficos, sonido y vídeos.

Estas herramientas computacionales son entrenadas con enormes cantidades de datos presentes en internet, producidos por personas que tienen derechos legales de autoría de su material, pero que circula libre por la red.

Muchas empresas tienden a evitar demandas judiciales o a ahorrar costes y utilizan datos generados por sus propias IA para seguir entrenando sus máquinas. Desde las matemáticas se demuestra que este entrenamiento recursivo de la máquina con datos generados previamente por la propia máquina produce un efecto estadístico llamado “colapso del modelo”.

Este colapso da lugar a desinformación, degeneración de contenido, modelos de aprendizaje incorrectos crecientes, e incluso a un posible colapso de internet como fuente confiable.

Sabemos que muchas IA generan contenido con buena apariencia, pero falso. Si un buscador web se basa en una IA generativa como ChatGPT el resultado podría ser muy convincente, pero incorrecto. Si lo damos como válido y no lo comprobamos, y además liberamos ese contenido como entrenamiento para la IA, se llenaría de desinformación a una de nuestras fuentes más importantes de información.

Mala praxis en la industria IA

El negocio IA no se para, aunque la ciencia demuestre que no existe la IA fuerte o general (AGI) y que las herramientas particulares existentes (IA débil) necesitan mejoras significativas para asistir correctamente en la resolución de algunos problemas.

Muchas empresas tecnológicas continúan amplificando el hype para seguir haciendo crecer sus resultados económicos. Por poner unos pocos ejemplos de importantes empresarios del sector que saben que no es posible lo que dicen, podemos citar recientes declaraciones o “predicciones” de Elon Musk y de Mark Zuckerberg, quienes anuncian la inminente introducción de esta inexistente inteligencia artificial general en sus productos.

Una praxis quizás aún más censurable es la fundación por parte de Sam Altman (CEO de OpenAI, creadora de ChatGPT) de la empresa Worldcoin, dedicada a las criptomonedas. Muy llamativa ha sido su campaña en todo el mundo de capturar datos biométricos de personas (mayores o menores de edad) por medio de unos “orbes”, dispositivos atractivos para la juventud, que escanean el iris. La clientela capturada por medio de esta campaña cede sus datos a cambio de un token (un vale digital).

La justificación de Worldcoin es intentar ofrecer, en el futuro, una renta universal en criptomonedas para compensar la pérdida de empleos debido al avance de la IA. Afortunadamente, esta declaración tan burda ha permitido a varios países prohibir su actuación, pero muchos han sido captados ya por la empresa.

El culto de la singularidad

El conocido ingeniero e inventor Ray Kurzweil, autor de muchos libros sobre la IA, las máquinas espirituales y el transhumanismo, escribió en 2005 un gran éxito editorial titulado La singularidad está cerca.

La “singularidad tecnológica” es un hipotético acontecimiento por el que las máquinas superarán en inteligencia a la humanidad.

El argumento de Kurzweil se basa en una idea simplista que denominó “ley de los rendimientos acelerados”, en la que postula que el crecimiento científico y tecnológico es exponencial, como una versión generalizada de la ley de Moore de la industria informática.

Relevantes miembros de la industria y ciencia de la computación, como el propio Gordon Moore (cofundador de Intel) y Paul Allen (cofundador de Microsoft) y Mark Greaves expresaron desde hace muchos años una frontal disconformidad con la predicción de la singularidad. Uno de los motivos es que la neurociencia no funciona como los computadores y que ni siquiera hemos empezado a desvelar las capas de complejidad que nos impiden entender cómo funciona nuestra propia mente.

Kurzweil fundó en 2008 la Universidad de la Singularidad, con sede en California, para “reunir, educar e inspirar a un grupo de dirigentes”. Su libro principal, escrito usando términos científicos, pero dogmático y sin expresar ningún tipo de dudas en sus afirmaciones o profecías, es más bien un texto de fe en su transhumanismo. La Universidad de la Singularidad se parece mucho a otros cultos como la cienciología que han ido surgiendo en el último siglo.

Kurzweil pondrá a la venta en verano de 2024 su nueva secuela: The Singularity Is Nearer“, que seguramente se convertirá en un superventas. Anuncia que trata de expandir su universidad con nuevas sedes en Tel Aviv y Sevilla.

El nuevo texto de Kurzweil predice el advenimiento de la singularidad para 2029. Mientras la comunidad científica trata de avanzar en el conocimiento, el negocio de la IA no duda en sembrar la confusión, vender lo que sea y transformar esta ciencia en una peligrosa pseudociencia.

Sobre el autor: Victor Etxebarria Ecenarro es Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática en la Universidad del País Vasco (UPV/EHU)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo El negocio de la inteligencia artificial amenaza con convertir la ciencia en pseudociencia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maddi Astigarraga

Oraingoan, Kiñu kirikinoak plastikoari buruzko hainbat datu interesgarri azalduko dizkigu.

Plastikoak polimeroz osatutako materialak dira, hau da, behin eta berriz errepikatzen diren molekulez daude eratuta. Gaur egun, edozertarako erabiltzen dira mota askotako plastikoak, baina egon zen plastikorik gabeko garai bat.

Lehen plastiko sintetikoa 1907. urtean sortu zen; Bakelita izena zuen. Plasikoa oso material moldagarria da, eta oso iraunkorra. Baina ezaugarri horiek abantailak eta desabantailak dakartzate, gehiago behar ez dugunean ere ez baita desegiten. Zati geroz eta txikiagotan banantzen da, eta eraldatu egiten da, baina hor jarraitzen du.

Hilero, azkenengo ostiralean, Kiñuk bisitatuko du Zientzia Kaiera bloga. Kiñuren begirada gure triku txikiaren tartea izango da eta haren eskutik gure egileek argitaratu duten gai zientifikoren bati buruzko daturik bitxienak ekarriko dizkigu fin.

Egileaz:

Maddi Astigarraga Bergara (IG: @xomorro_) Biomedikuntzan graduatua, UPV/EHUko Ilustrazio Zientifikoko masterra egin du eta ilustratzailea da.

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Si le preguntamos a los científicos cuál piensan que podría ser una de las noticias más transformadoras de la historia dentro del ámbito de la ciencia, es posible que un porcentaje nada desdeñable de ellos contestara que demostrar la existencia de vida en otros planetas. Y aunque en estos momentos la posibilidad de que esta fuera inteligente se encuentra más fuera que dentro de nuestras pretensiones, a veces nuestra curiosidad no puede evitar que nos preguntemos: «¿Y si…?».

Eso parece que es lo que hizo el grupo de astrónomos de la Universidad de Uppsala (Suecia) que este mes ha publicado un artículo en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. En él, señalan siete estrellas candidatas, dentro de nuestra galaxia, a albergar cierto tipo de megaestructura alienígena cuya detección, si algún día se confirma, podría ser indicadora de la existencia de alguna civilización mucho más avanzada que la nuestra: esferas de Dyson. Este estudio, bautizado como Proyecto Hephaistos II, parte del análisis de las emisiones de luz visible e infrarroja de alrededor de cinco millones de objetos a partir de los datos de las observaciones de los telescopios espaciales Gaia y WISE, y el proyecto de cartografiado celeste 2MASS. Pero, ¿qué significa este hallazgo?

Empecemos por definir que son las esferas de Dyson, estas viejas conocidas tanto dentro del mundo de la divulgación científica como del de la ciencia ficción. Estos objetos le deben este nombre al físico Freeman Dyson y a su artículo Search for artificial stellar sources of infrared radiation, que se publicó en la revista Science en 1960. Como entusiasta del SETI, e hijo de una época de optimismo científico, Dyson albergaba la esperanza de que la humanidad fuera capaz algún día de contactar con otras civilizaciones. De ahí que, como tantos otros científicos en su momento ―Frank Drake y Carl Sagan estarían entre los más populares―, buscara maneras de hacerlo posible.

Freeman Dyson fue físico, pero puede que también fuera uno de los últimos grandes soñadores de la ciencia.
Créditos: CC BY-SA 3.0/Monroem

Freeman Dyson parte en su artículo de la suposición de que cualquier civilización potencialmente detectable para nosotros debería de haber existido durante millones de años y, por tanto, haber tenido tiempo para desarrollar una tecnología muchísimo más avanzada que la nuestra. Esto le habría permitido extenderse más allá de su planeta y dejar un rastro, principalmente energético, en las inmediaciones de su estrella accesible para los medios tecnológicos con los que cuenta la humanidad en este momento.

Esos rastros podrían tener la forma de emisiones de radio, que siempre ha sido la aproximación «clásica» del SETI, pero a Freeman Dyson se le ocurrió que si fuéramos capaces de detectar determinadas anomalías en el espectro de radiación infrarroja alrededor de una estrella, también podríamos obtener datos interesantes:

Tal radiación podría observarse en las cercanías de una estrella visible bajo cualquiera de estas dos condiciones. Una especie de seres inteligentes podría ser incapaz de aprovechar por completo la energía radiada por su estrella debido a una insuficiencia de materia accesible, o podrían vivir en una biosfera artificial que rodeara una de las estrellas de un sistema múltiple, en el cual una o más componentes fueran inadecuadas para su explotación y siguieran siendo visibles para nosotros. […] es razonable comenzar la búsqueda de radiación infrarroja de origen artificial mirando en dirección a estrellas visibles cercanas y, especialmente, en dirección a estrellas que se sabe que son binarias con compañeras invisibles.

Eso es exactamente lo que ha hecho, no una, sino dos veces ―en 2022 y 2024―, el grupo de Astrofísica Observacional de la Universidad de Uppsala gracias a que ahora contamos con mapas estelares y medios mucho más precisos que aquellos que había cuando Dyson escribió su artículo. Pero ¿han detectado esferas de Dyson entonces? Realmente no, sus conclusiones son que los datos analizados podrían ser compatibles con estos objetos, sin embargo, no han sido capaces de determinar la naturaleza concreta de esas fuentes. De hecho, los propios autores llaman a la cautela en su artículo y advierten de que se necesitarían más datos antes de asumir que estamos ante megaestructuras alienígenas.

Una esfera de Dyson es una megaestructura construida alrededor de una estrella con el objetivo de aprovechar la energía que esta emite. Puede ser sólida, en forma de enjambre de satélites, estar formada por anillos ―como en este caso― o adoptar cualquier otro tipo de configuración.
Créditos: CC BY 2.0/Kevin Gill

Hasta aquí tan solo hemos hecho un resumen muy escueto de las noticias de las últimas semanas, pero aún hay más. ¿Cómo se le ocurrió a Freeman Dyson esa idea de una «biosfera artificial» que rodea a una estrella y aprovecha toda la energía de esta? Tengamos en cuenta que Nikolái Kardashev ni siquiera plantearía su escala para medir el grado de desarrollo tecnológico de una civilización hasta cuatro años después, así que, aunque Dyson estuviera haciendo referencia a una civilización de nivel II ese grado todavía no estaba establecido de forma «oficial». Fue una vez más la ciencia ficción la que inspiró a la ciencia:

No solo cada sistema solar estaba ahora rodeado por un cendal de trampas de luz que concentraban la dispersa energía solar para algún fin práctico, de modo que la luz de la galaxia parecía velada, sino que también muchos astros, poco adecuados para ser soles, eran desintegrados y utilizados como prodigiosos almacenes de energía subatómica.

Este fragmento pertenece a una novela de 1937: Hacedor de estrellas, del filósofo y escritor Olaf Stapledon, y Freeman Dyson no solo conocía y había leído esta obra, sino que, además, la consideraba una obra maestra «que cualquier persona que se considere culta debería leer». Stapledon había sembrado la semilla, Dyson la hizo germinar:

Algunos escritores de ciencia ficción me han acreditado erróneamente por inventar la idea de una biosfera artificial, cuando, de hecho, tomé la idea de Olaf Stapledon, uno de sus propios colegas.

Próximamente, Minotauro reeditará, después de muchos años, Hacedor de estrellas. La edición de 1985 cuenta, además, con un maravilloso prólogo de Jorge Luis Borges.

En ocasiones se nos olvida que los científicos a veces no solo solo científicos, y que la mayoría de ellos primero fueron niños que soñaban. Freeman Dyson siempre dio la impresión de que él no dejó de serlo nunca. No hay más que leer los innumerables escritos que nos dejó más allá de su trabajo científico. De ahí que en ocasiones intentara, y, como en este caso, consiguiera, que aquellos conceptos que solo existían en la imaginación de unos pocos bajaran desde el mundo de las ideas hasta el mundo real. Y bueno, todavía no hemos encontrado ninguna esfera de Dyson, pero que la ciencia las esté buscando ya dice mucho del poder de esos sueños.

Bibliografía

Dyson, F. (1960). Search for artificial stellar sources of infrared radiation. Science, 131(3414), 1667-1668. doi: 10.1126/science.131.3414.1667

Dyson F. (1979). Disturbing the universe. Basic Books.

Dyson, F., (2008 [2006]). El científico rebelde. Debate.

Stapledon, O. (1985 [1937]). Hacedor de estrellas. Minotauro.

Suazo, M., Zackrisson, E., Wright, J. T., Korn, A. J., & Huston, M. (2022). Project Hephaistos – I. Upper limits on partial Dyson spheres in the Milky Way. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 512(2), 2988–3000. doi: 10.1093/mnras/stac280

Suazo, M., Zackrisson, E., Mahto, P. K., Lundell, F., Nettelblad, C., Korn, A. J., Wright, J. T., y Majumdar, S. (2024). Project Hephaistos – II. Dyson sphere candidates from Gaia DR3, 2MASS, and WISE. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 531(1), 695–707. doi: 10.1093/mnras/stae1186

Sobre la autora: Gisela Baños es divulgadora de ciencia, tecnología y ciencia ficción.

El artículo Esferas de Dyson, cendales de trampas de luz se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Aitak aginduta, Charles Darwinek teologia ikasketak egin zituen, baina laster lortu zuen naturalista arrakastatsu bilakatzea

1. irudia: “Darwin: Teoriaren eboluzioa” komikiaren azala. (Ilustrazioa: Jordi Bayarri / Ikaselkar)

Cambridgeko Unibertsitatean ikasten ari zela, hegoaldeko itsasoetara antolatu behar zen espedizio batean parte hartzeko gonbita jaso zuen Darwinek. Aitak hasiera batean ez zion bidaian joateko oniritzia eman, natura aztertzeko ikerketek ezer gutxirako balio zutela uste baitzuen. Azkenean konbentzitu zuen aita bere osabaren laguntzaz, eta 1831ko abenduan abiatu zen Beagle itsasontzian, Plymouth-eko portutik.

2. irudia: Darwin ziur zegoen bizidunek eboluzionatu egiten zutela denboran zehar, eta nola gertatzen zen jakin nahi zuen. (Ilustrazioa: Jordi Bayarri / Ikaselkar)

Bidaian zehar, topatzen zituen animalien katalogazioak egiten joan zen, eta haien arteko ezberdintasunak ikusita, ziur egon zen, denboran zehar, bizidunek ere eboluzionatu egiten zutela, Lurrak bezalaxe. Alabaina, eboluzio hori nola gertatzen zen jakin nahi zuen, eta hainbat ikerketa eta esperimentu egin ostean, hautespen naturalaren teoria plazaratu zuen, Alfred Wallace zientzialariarekin batera.

“Darwin: Teoriaren eboluzioa” Ikaselkar argitaletxeak argitaratzen duen “Zientzialariak” komiki-sortaren azken alea da. Komikiek haur eta gazteen artean irakurzaletasuna sustatzea eta euskaraz irakurtzeko ohitura zabaltzea ditu helburu. Horrez gain, irudi-sorta atsegin eta hizkuntza hurbilaren bidez, haur eta gazteei zientzia gerturatzea ere nahi du egitasmoak. Komikien bidez zientzialari eta pentsalari ezagunen biografiak eta lorpenak plazaratzen dira: Marie Curie, Newton, Galileo, Hipatia edo Aristoteles.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Darwin: Teoriaren eboluzioa
• Egilea: Jordi Bayarri
• Itzultzailea: Maialen Berasategi
• Argitaletxea: Ikaselkar
• Urtea: 2017
• Orrialdeak: 48 orrialde
• ISBNa: 978-84-16752-93-5

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Con la entrada El infinito en un segmento (1) iniciábamos una pequeña serie de entradas, en el Cuaderno de Cultura Científica, sobre el concepto de infinito y la revolución que se produjo, a finales del siglo XIX, de la mano del matemático ruso-alemán George Cantor, quien demostró, entre otras cuestiones, que existía más de un infinito o que la cantidad de puntos de un segmento es la misma que la de un cuadrado.

Cantor in Blue (2024), del médico y artista Josep Serra Tarragón. Obra digital sobre el matemático George Cantor, que tuve el placer y el honor de que me dedicara su autor

En esa primera entrega nos planteábamos cómo comparar dos conjuntos infinitos, es decir, cuándo podemos decir que tienen la misma cantidad de elementos. La respuesta es sencilla y está, como mostramos, en la base del origen del concepto de número. Dos conjuntos tienen la misma cantidad de elementos cuando se puede establecer una “correspondencia uno-a-uno” entre los elementos de los dos conjuntos. Bajo esta mirada demostramos, como lo hizo Cantor, que el conjunto de los números racionales, aquellos números que se expresan como cociente a / b de dos números enteros a y b, es un conjunto infinito que tiene la misma cantidad de elementos que el conjunto de los números naturales, es decir, es un conjunto numerable (se puede “contar”, aunque no terminaremos nunca).

Las ciudades invisibles de Italo Calvino

Antes de seguir con las matemáticas del infinito, vamos a mostrar un hermoso ejemplo de la presencia de la demostración de la numerabilidad del conjunto de los números racionales en la cultura. Ya citamos en la anterior entrada, en relación con el infinito, la novela Maniac (2023), del escritor chileno Benjamín Labatut, la novela gráfica Las calles de arena (2009), del historietista valenciano Paco Roca, el relato El libro de arena del escritor argentino Jorge Luis Borges o la novela gráfica Última lección en Gotinga, del informático e historietista italiano Davide Osenda. En esta ocasión, nos referimos a la magnífica novela Las ciudades invisibles (1978) del escritor italiano Italo Calvino (1923-1985). Si no la has leído, este es un buen momento para leerla, tan bueno como cualquier otro, pero cuanto antes mejor.

Portadas de dos ediciones de la editorial Siruela del libro Las ciudades invisibles, de Italo Calvino

En la sinopsis de este libro puede leerse lo siguiente, escrito por Italo Calvino.

Las ciudades invisibles se presentan como una serie de relatos de viaje que Marco Polo hace a Kublai Kan, emperador de los tártaros… A este emperador melancólico que ha comprendido que su ilimitado poder poco cuenta en un mundo que marcha hacia la ruina, un viajero imaginario le habla de ciudades imposibles, por ejemplo, una ciudad microscópica que va ensanchándose y termina formada por muchas ciudades concéntricas en expansión, una ciudad telaraña suspendida sobre un abismo, o una ciudad bidimensional como Moriana… Creo que lo que el libro evoca no es sólo una idea atemporal de la ciudad, sino que desarrolla, de manera unas veces implícita y otras explícita, una discusión sobre la ciudad moderna… Creo haber escrito algo como un último poema de amor a las ciudades, cuando es cada vez más difícil vivirlas como ciudades.

Es un libro muy conectado con las matemáticas, como demostró el matemático catalán Miquel Albertí Palmer, en una serie de diez maravillosos artículos publicados en la revista SUMA, de la Federación Española de Sociedades de Profesores de Matemáticas – FESPM. Estos pueden encontrarse en formato pdf en la página de la FESPM.

De todas las cuestiones de este libro relacionadas con las matemáticas, en esta entrada nos interesa su estructura, que tiene que ver con una forma diagonal de contar los números racionales, es decir, de demostrar que este es un conjunto numerable (con la misma cantidad de elementos que el conjunto de los números naturales).

En la nota preliminar para la edición de Siruela, basada en el texto inédito de una conferencia pronunciada por Italo Calvino en la Universidad de Columbia (Nueva York, EE.UU.) en 1983, dice lo siguiente respecto a la estructura del libro.

A partir del material que había acumulado fue como estudié la estructura más adecuada, porque quería que estas series se alternaran, se entretejieran, y al mismo tiempo no quería que el recorrido del libro se apartase demasiado del orden cronológico en que se habían escrito los textos. Al final decidí que habría 11 series de 5 textos cada una, reagrupados en capítulos formados por fragmentos de series diferentes que tuvieran cierto clima común. El sistema con arreglo al cual se alternan las series es de lo más simple, aunque hay quien lo ha estudiado mucho para explicarlo.

Para ver la estructura del libro, la forma en la que Italo Calvino ha ordenado los textos de esas “11 series de 5 textos cada una”, veamos el índice, que he incluido en la siguiente imagen.

Índice del libro Las ciudades invisibles, de Italo Calvino

Si nos fijamos bien, las once series de textos/ciudades son las siguientes.

1. Las ciudades y la memoria

2. Las ciudades y el deseo

3. Las ciudades y los signos

4. Las ciudades sutiles

5. Las ciudades y los intercambios

6. Las ciudades y los ojos

7. Las ciudades y el nombre

8. Las ciudades y los muertos

9. Las ciudades y el cielo

10. Las ciudades continuas

11. Las ciudades escondidas

Por ejemplo, las cinco ciudades de la serie 1 (las ciudades y la memoria) son Diomira, Isidora, Zaira, Zora y Maurilia, las cinco ciudades de la serie 2 (las ciudades y el deseo) son Dorotea, Anastasia, Despina, Fedora y Zobeida, o las cinco ciudades de la serie 11 (las ciudades escondidas) son Olina, Raísa, Marozia, Teodora y Berenice, por mencionar algunas.

Si utilizamos el número anterior, del 1 al 11, para determinar la serie, y un número, del 1 al 5, para determinar las cinco ciudades de cada serie, como aparecen en el índice, tenemos que los textos/ciudades que aparecen en cada uno de los nueve capítulos (denotados de la forma a/b, siendo a la serie y b el número de texto/ciudad en dicha serie) son los siguientes.

Capítulo I: 1/1; 1/2; 2/1; 1/3; 2/2; 3/1; 1/4; 2/3; 3/2; 4/1

Capítulo II: 1/5; 2/4; 3/3; 4/2; 5/1

Capítulo III: 2/5; 3/4; 4/3; 5/2; 6/1

Capítulo IV: 3/5; 4/4; 5/3; 6/2; 7/1

Capítulo V: 4/5; 5/4; 6/3; 7/2; 8/1

Capítulo VI: 5/5; 6/4; 7/3; 8/2; 9/1

Capítulo VII: 6/5; 7/4; 8/3; 9/2; 10/1

Capítulo VIII: 7/5; 8/4; 9/3; 10/2; 11/1

Capítulo IX: 8/5; 9/4; 10/3; 11/2; 9/5; 10/4; 11/3; 10/5; 11/4; 11/5

Visto de esta manera quizás podamos darnos cuenta del orden que se ha seguido, pero si construimos una retícula con las notaciones a/b (de las ciudades de las series), de manera que a coincida con la fila y b con la columna (aquí está cambiado el juego de filas y columnas respecto a la entrada anterior, con los números racionales), entonces el orden de presentación de los textos en el libro es el siguiente.

Orden de presentación de los textos en el libro Las ciudades invisibles, de Italo Calvino, donde la fila indica la serie de ciudades y la columna la ciudad dentro de la serie

Como vemos el orden de recorrido es diagonal descendente y en cada capítulo están las cinco ciudades de una única diagonal, salvo el primero y el último que implican a cuatro pequeñas diagonales, con diez ciudades cada capítulo (igual a la suma de las ciudades/textos de cada diagonal, 1 + 2 + 3 + 4 = 10).

Si nos fijamos, en cada diagonal, la suma del número de fila a con el número de columna b, a + b, es la misma, luego el recorrido va aumentando, desde 1 en adelante, según el valor de dicha suma, y se recorre cada diagonal en el orden de crecimiento del valor de la fila a. Luego el recorrido es, como está mostrado arriba por capítulos, es decir, de la siguiente forma (he utilizado la negrita de forma alterna para destacar los cocientes a/b, que son las ciudades, de cada diagonal):

1/1; 1/2; 2/1; 1/3; 2/2; 3/1; 1/4; 2/3; 3/2; 4/1; 1/5; 2/4; 3/3; 4/2; 5/1; 2/5; 3/4; 4/3; 5/2; 6/1; 3/5; 4/4; 5/3; 6/2; 7/1; 4/5; 5/4; 6/3; 7/2; 8/1; 5/5; 6/4; 7/3; 8/2; 9/1; 6/5; 7/4; 8/3; 9/2; 10/1; 7/5; 8/4; 9/3; 10/2; 11/1; 8/5; 9/4; 10/3; 11/2; 9/5; 10/4; 11/3; 10/5; 11/4; 11/5.

Más aún, si nos fijamos bien, está relacionado con la segunda forma de contar los números racionales que mostramos en la anterior entrada, El infinito en un segmento (1), pero dejémoslo aquí y sigamos analizando conjuntos infinitos de números, para descubrir que existe más de un infinito, el revolucionario resultado de Cantor.

Los números reales, existe más de un infinito

En nuestro recorrido por las diferentes familias de números (naturales, enteros, racionales), la siguiente es la formada por los números reales, que incluye a los números racionales, más otros números denominados irracionales, ya que no pueden ser expresados como cociente de dos números enteros, como los números raíz cuadrada de 2, raíz cuadrada de 3, raíz cúbica de 5, el número pi, el número de oro (phi) o el número e, por ejemplo. En la entrada El asesinato de Pitágoras, historia y matemáticas (y II) podéis ver una sencilla demostración de la irracionalidad de la raíz cuadrada de 2.

Línea de los números reales, en la que vemos números naturales (azul claro), números enteros (azul oscuro, los enteros no naturales), números racionales (naranja, los racionales no enteros), números irracionales (rojos)

 

En la siguiente imagen mostramos las diferentes familias de números que hemos ido considerando hasta el momento, con sus relaciones de inclusión (naturales, enteros, racionales, irracionales y reales).

Si consideramos la representación decimal de los números reales, cada número real está compuesto por una parte entera, a la izquierda de la coma, y una parte “decimal”, a la derecha, como en los siguientes ejemplos.

Si solo tiene parte entera, es decir, no hay números detrás de la coma (luego esta no se escribe) los números son enteros, como los dos primeros (3.579 y – 56); si la parte decimal es finita, como en el caso de 17/4 = 4,25, o infinita periódica, como en el caso de 1/7 = 0,142857142857… (con período 142857, que se repite de forma infinita) y 5/12 = 0, 416666666… (con período 6, despues de dos decimales, que se repite de forma infinita), entonces los números son racionales; mientras que si la parte decimal es infinita, pero no periódica, como en los casos del número raíz cuadrada de dos √2 y el número pi, cuyos decimales se extienden sin fin, pero sin ningún patrón periódico, entonces los números son irracionales. De esta forma podemos identificar a los diferentes números reales en función de su expresión decimal.

Aunque existe un pequeño contratiempo en relación a la representación decimal de los números reales y es que los números racionales con una cantidad finita (incluido el caso en el que esta es cero) de decimales su expresión decimal no es única, poseen dos expresiones decimales distintas. Por ejemplo, el número 1 (que no tiene parte decimal o podemos considerar que los decimales son todo ceros, 1,00000000…) se puede expresar también como 0,99999999…, o el número 4,25 (con dos decimales solamente, aunque podemos considerar que se sigue de infinitos ceros 4,2500000000…) se puede expresar como 4,2499999999… Para las cuestiones de las que vamos a hablar en el resto de esta entrada, donde vamos a identificar a los números reales mediante su expresión decimal, y sería deseable que esta sea única, consideraremos únicamente, como así lo consideró también Cantor, una de las dos expresiones anteriores, en concreto, la expresión con infinitos decimales en la que se repite el 9 de forma infinita.

Por si alguna de las personas que está leyendo esto no está familiarizada con esta cuestión, vamos a realizar la clásica prueba de que 0,99999999… es igual a 1. Llamemos c al número 0,99999999…, multipliquemoslo por 10, es decir, 10 c = 9,99999999… y restemos ambas cantidades, entonces nos queda que 9 c = 9, luego c = 1, y queda demostrado.

Sencilla prueba de que 0,99999999… es igual a 1

 

El resultado de Cantor

Ya estamos en condiciones de presentar el revolucionario resultado de George Cantor que conmocionó a la comunidad matemática de finales del siglo xix, que existen más de un infinito. Este resultado fue demostrado por George Cantor en su artículo Ueber eine Eigenschaft des Inbegriffes aller reellen algebraischen Zahlen / Sobre una propiedad de la colección de todos los números algebraicos reales, publicado en 1874, en la revista alemana de investigación matemática Journal für die Reine und Angewandte Mathematik (conocida como la Revista de Crelle, por ser el matemático alemán August Leopold Crelle (1780-1855) quien la fundó). En esta entrada vamos a utilizar el conocido argumento diagonal de Cantor, que no es el original del artículo de 1874, más complejo, sino el argumento que presentó en un artículo posterior de 1891 (Über eine elementare Frage der Mannigfaltigskeitslehre / Sobre una cuestión elemental de la teoría de la multiplicidad), para demostrar que en el intervalo (0,1), es decir, los números reales mayores que 0, pero menores que 1, que son aquellos cuya expresión decimal posee un 0 en la parte entera, no es numerable, esto es, posee más elementos que el conjunto de los números naturales. Por lo tanto, existen, al menos, dos infinitos diferentes, el de los números naturales y el de los números reales (de hecho, la cantidad de números reales es la misma que la cantidad de números reales del intervalo (0,1), cuya prueba no es muy complicada, pero la dejamos para otro momento).

Fotografía del matemático George Cantor, de 1884/1885, perteneciente a la colección del museo Staatliche Museen zu Berlin

El argumento diagonal de Cantor es el siguiente. Supongamos que el intervalo (0,1) fuese numerable, es decir, que se pudiera establecer una correspondencia uno-a-uno entre el conjunto de los números naturales y el conjunto de los números reales del intervalo (0,1). Entonces podríamos numerar todos los números reales entre 0 y 1, cuyo listado podría empezar como aparece en la siguiente imagen (ojo, hemos puesto un ejemplo concreto en lugar de una expresión genérica, para facilitar la comprensión).

En tal caso, se va a poder construir un número real del intervalo (0,1) que no está en el anterior listado infinito, en contradicción con la hipótesis, que establece que existe una correspondencia uno-a-uno entre el conjunto de los números naturales y el de los números reales del intervalo (0,1). Por lo tanto, el infinito de los números reales sería mayor que el infinito de los números naturales.

Veamos cómo construir ese nuevo número que no estaría listado en la anterior correspondencia entre números naturales y números reales del intervalo (0,1). Primero, nuestro número real tendría al 0 en la parte entera, ya que es un número real entre 0 y 1. Para decidir quien va a ser su primer decimal, miramos al número real que está en la posición 1 (es la imagen del 1 mediante la correspondencia uno-a-uno), que en este caso es 0,????23456789…, y como el primer decimal de este es el 1, tomamos cualquier cifra (de las diez cifras básicas, 1, 2, 3, …, 8, 9, 0) distinta de 1, por ejemplo, 2, luego nuestro número empieza por 0,2. Para decidir el segundo decimal, miramos al número real de la posición 2, que es 0,2????2121212… y miramos a su segundo decimal, que es 1, por lo que tomamos cualquier cifra distinta de esta, por ejemplo, 2, luego el número que estamos construyendo seguiría 0,22. Para el tercer decimal, miramos al tercer número del listado, 0,19????999999…, y a su tercer dígito, que es 9, por lo que elegimos uno diferente a este, como el 0, por lo que continuamos con el número 0,220. Para el cuarto decimal nos fijamos en el cuarto decimal del cuarto número, 0,989????98989…, que es 8 y tomamos una cifra diferente, por ejemplo, 9, por lo que seguimos 0,2209. Y así se continúa con cada posición decimal. Para la posición decimal k del número que estamos construyendo, miramos al número que está en la posición k del listado y a la posición decimal k-ésima del mismo, parta tomar una cifra diferente a ella. Por ejemplo, en nuestro caso el número podría ser (sus primeros dígitos):

0,220928101…

Por la construcción de este número, no puede estar en el listado anterior, que se suponía que recorría todos los números reales entre 0 y 1. No puede ser el primer número del listado, ya que su primer decimal (2) no coincide con el primer decimal del primer número de la lista (1); no puede ser el segundo número, ya que su segundo decimal (2), no coincide con el del segundo (1); no puede ser el tercero, ya que su tercer decimal (0), no coincide con el del tercero de la lista (9); y, en general, no va a poder ser el número que está en la posición k del listado, ya que hemos construido nuestro número para que los decimales en la posición k de ambos no coincidan.

Teorema (Cantor, 1874): El conjunto de los números reales es no numerable.

Corolario (Cantor, 1874): Existe más de un infinito, al menos, el infinito de los números naturales (cuyo cardinal se denomina aleph-zero) y el infinito de los números reales (cuyo cardinal se denomina cardinal del continuo, c).

Conjunto de Cantor 3D

 

El infinito en un cuadrado

Una vez demostrado que el cardinal del continuo c (el infinito de los números reales) es mayor que aleph-zero (el infinito de los números naturales), George Cantor se planteó, como puede observarse en su correspondencia con su colega, el matemático alemán Richard Dedekind (1831-1916), si el plano (dimensión 2) tiene una mayor cantidad de puntos que la recta (dimensión 1), es decir, si el infinito del plano es mayor que el infinito del continuo. Simplificando la cuestión.

Problema: ¿Hay la misma cantidad de puntos en el segmento unidad (0,1) que en el cuadrado unidad (0,1) x (0,1)?

En la siguiente entrada, la última de la serie El infinito en un segmento, abordaremos esta cuestión, que fue la que motivó que Cantor le escribiera a su colega Dedekind “Je le vois, mais je ne le crois pas” (en francés en el original, aunque la carta estaba escrita en alemán), es decir, “Lo veo, pero no lo creo”, tras la demostración de que el segmento y el cuadrado tienen la misma cantidad de puntos, en contra de lo que podría sugerirnos nuestra intuición.

Bibliografía

1.- R. Ibáñez, La gran familia de los números, Libros de la Catarata – FESPM, 2021.

2.- David Foster Wallace, Todo y más, Breve historia del infinito, RBA, 2013.

3.- J. Stillwell, The Real Numbers: An Introduction to Set Theory and Analysis, Undergraduate Texts in Mathematics, Springer, 2013.

4.- Eli Maor, To infinity and Beyond, A Cultural History of Infinity, Birkhauser, 1987.

5.- José A. Prado-Bassas, Historia del infinito (el apasionante relato de uno de los conceptos más profundos y enigmáticos de las matemáticas), Pinolia, 2023.

 

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo El infinito en un segmento (2) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Gehiengoaren iritziz, trantsizio demografikoa, nagusiki, kausa ekonomikoen mendekoa da. Hala ere, eta kausa horiek baztertu gabe, zenbait datuk bermatzen dute fenomeno horren elementu erabakigarria kulturala dela, eta gizarte aurreratuetan nagusi diren balio eta ideietan duela jatorria, baita balio eta ideia horiek transmititzeko moduan ere.

Argazkia: Stéphane Juban / Unsplash

Trantsizio demografikoa heriotza- eta jaiotza-tasen jaitsiera sekuentziala da. Epe luze batez —mendetakoa—, bi tasak erlatiboki altu mantendu ziren, eta populazioa oso mantso hazten zen (baldintzen ahalbidetzen zutenean). Orain, beste garai batean gaude, duela 200 urte baino gutxiago hasi zena, eta tasa horiek aldatzen ari dira.

Trantsizio demografikoa gertatzeko, hasteko, heriotza-tasa jaitsi behar da. Elikadura, osasun eta etxebizitza baldintzak hobetzearekin batera, bizi-itxaropena areagotzen da, nagusiki haurren hilkortasuna murrizten delako. Hilkortasuna murriztu ondoren, eta haren ondorioz, populazioa modu azeleratuan hazten da, ugaltzeko adinera iristen diren haurren kopuruak gorakada handia duelako. Ondoren, populazioaren hazkuntza-garai nabarmen baten ostean, jaiotza-tasa jaisten hasten da, eskuarki, emakume bakoitzeko sei eta zortzi seme-alabatik bi seme-alaba baino gutxiagora. Eta jaiotza-tasa balio baxu horietara iritsi denean, populazioa ere jaitsi daiteke.

Trantsizio demografikoa duela ia bi mende gertatzen hasi zen zenbait herrialdetan, eta mundu osoan zabaltzen ari da, ia planetako herrialde guztietara hedatu delarik. Horren ageriko salbuespena dira Afrikako zenbait herrialde, batez ere. Une honetan, ugalkortasunak behera egin du; munduko populazioa egonkor mantentzeko beharrezkoak diren mailen azpitik dago.

Argi eta garbi, antisorgailuen erabilera zabaltzea elementu gakoa izan da horretarako. Emakumeek euren ugalkortasunari buruzko kontrola eskuratu dute, eta metodo horien ondorioz jaiotzak murriztu egin dira.

Azalpen ekonomikoa

Trantsizio demografikoaren azalpen ekonomikoaren arabera, fenomeno horren arduradunak bizi-baldintza hobeak eta kontsumo ondasunen eskaintza zabala dira. Lehenengo fasea, hilkortasuna jaistearena, argi eta garbi dago lotuta osasun eta elikadura baldintzekin. Eta bigarrena, jaiotza tasa jaistearena, seme-alaba kopuru txikia hazteko erabaki kontzientearen ondoriozkoa da. Izan ere, horrela, ahalik eta baldintza onenak eskaini ahal izango zaizkie (osasuna, prestakuntza, ekonomia). Horrez gain, eskuragai ditugun kontsumo ondasunez gozatzea ez da bateragarria seme-alaba kopuru handia hazteak berekin dakartzan premiekin.

Ikuspegi ebolutibotik, trantsizio demografikoak ageriko arazoa mahaigaineratzen du. Hasteko, eboluzioari eta haren mekanismoei buruz dakigunaren arabera, logikoena litzateke norbanakoak ahalik eta seme-alaba kopururik handiena izaten saiatzea. Eta gure garaian eskuragarri dugun baliabide kopuru handiak ugaltzeko helburu hori indartu behar luke. Aitzitik, kontrakoa gertatzen da.

Uste zen trantsizio demografikoan berezkoa den jaiotza-tasaren jaitsiera faktore ekonomikoetan oinarritzen dela soil-soilik, eta zerikusia zuela bizi-kalitatearekin eta ondorengoei bizi-kalitate bera emateko nahiarekin. Baina, oraingoan, kulturan oinarritzen den beste azalpen alternatibo bat plazaratu dute.

Kultura argumentu alternatibo gisa

Informazioa eskuratzea oso baliagarria da, eta horregatik dudu, hain zuzen, gaitasun handia hura eskuratzeko. Horrek sortzen duen arazoa da eskuratzeko erraztasun horrek berak ideia maladaptatiboak (gaitasun biologikoa murrizten dutenak —fitness darwinianoa—) jasotzeko probabilitatea areagotzen duela.

Kulturak informazioa ebaluatzearen kostu altuak eragiten duen arazoa txikiagotzen du. Kulturari esker, arazoak ebazteko sistema orokor bat daukagu. Zientzia, bere kabuz edo teknologiaren bidez, dugun adibide sofistikatuena da kulturak askotariko arazoak eta zailtasun handikoak ebazteko duen ahalmenaren inguruan. Hain da eraginkorra, non instituzio sozial egokiak baldin badaude, adimen indibidual oso hutseginkorrak —hala nola gizakiarenak— gai baitira pixkanaka Unibertsoaren sekreturik sakonenak argitzeko. Baina horren truke ordaintzen dugun prezioa da zenbaitetan aldaera kultural patologikoak onartu behar ditugula, termino darwinianoetan.

Hori gertatzearen arrazoia da aldaera kultural maladaptatiboak hedatzeko aukera ez dela erraz ezabatzen, aldaera kultural bat ebaluatzeak kostu handia dakarrelako. Informazioa zabaltzeko modu hori erraz ezabatuko balitz, kultura transmititzeko sistemak izateak berekin dakartzan abantailak ere galduko genituzke, eta oso erabilgarriak suertatu zaizkigu. Hori dela eta, horrela jokatzen da soilik salbuespenezko egoeretan; kasu gehienetan heuristiko erraz eta arinetara jotzen da.

Erabilgarritasun handiko heuristikoen bi adibide on dira konformitatea eta prestigio alborapena. Lehenengoak talde baten barruan gehiengoaren jokabideari jarraitzera bultzatzen gaitu, eta bigarrenak prestigioa duten pertsonak imitatzera. Alborapen horiek oso agerikoak dira nerabezaroan, baina populazio osoak betetzen ditu.

Tresna erabilgarriak dira, bai, baina albo kalte maladaptatibo saihetsezinak ere badituzte. Izan ere, edozein arrazoi dela medio, transmititzen den informazioa edo aldaera kulturala maladaptatiboa bada, ez da erraza transmisio hori ezabatzea edo mugatzea. Gainera, transmisio modu horren garrantzi erlatiboa handiagoa da populazioaren bolumena handiagoa den heinean, pertsona gehiagok jaso dezaketelako informazio hori.

Nekazaritzako gizarte premodernoetan, prestigioa eta estatusa etxe onekoa izatearekin lotuta zeuden, ez merituarekin, eta familia zen instituzio sozial garrantzitsuena. Gizarte horietan, informazioaren transmisioa bertikala da eta familiaren garrantzia indartzen duten aldaera kulturalak sustatzeko joera du; izan ere, azken finean, oparotasuna familiaren tamainaren araberakoa zen, eta familia handia, era berean, arrakasta ekonomikoaren seinale zen.

Gizarte konplexu baten eraketa

Herriek bizi-baldintza hobeak izan dituzten neurrian, gizarteak gero eta konplexuagoak bihurtu dira, eta ekonomiak gero eta menpekoagoak ezagutza aurreratuekiko. Gizarte horietan prestakuntza maila altuko pertsonak behar dira entitate publiko zein pribatuen kudeaketaz eta gobernuaz arduratzeko, bai eta goi-mailako ezagutza teknikoak behar dituzten lanak gauzatzeko ere. Gero eta denbora gehiago eskaini behar diete pertsona horiek prestakuntzari; eta, ondorioz, seme-alabak izateko unea atzeratzen dute.

Bestalde, lehiakortasun handia dago lan kualifikatuko lanpostu horietan, lanpostu horiek dituztenek estatus sozial handiagoa baitute. Gainera, amatasuna atzeratu denez eta emakumeek ere prestakuntza jasotzeko aukerak dituztenez, haiek ere parte hartzen dute jarduera horietan.

Ideiak transmititzeko bideak aldatu egin dira. Informazioa modu askotan transmititzen da eta bide “horizontalak” —batez ere komunikabideetan eta hezkuntza-sistemetan oinarritutakoak— gero eta garrantzitsuagoak dira. Prestigio alborapenaren arabera, imitatzeko ereduak profesional arrakastatsuak direnean, ideia eta balio horiek populazioaren artean zabaltzen dira, eta hor sartzen da jokoan konformitatea, pertsona askok edo guztiek jokabide horiek har ditzatela eraginez. Jaiotza-tasaren jaitsiera prozesu horren guztiaren ondorio da.

Hau da, garapen ekonomiko jakin bat behar da trantsizio demografikoa gertatzeko, baina hori ez da abiarazlea, ez eta faktorerik erabakigarriena ere. Princeton European Fertility Project proiektuaren esparruan Europako 600 administrazio unitaterekin eginiko ikerketa batek erakutsi zuen desdoitze nabarmen bat dagoela garapen ekonomikoaren eta trantsizio demografikoaren mugarrien artean.

Trantsizio demografikoa Frantziako eskualde batzuetan hasi zen 1830. urtearen inguruan; aitzitik, Erresuma Batuan, garapen ekonomiko handiagoa zuen herrialdean, ez zen 50 urte berandurago arte hasi. Alemanian ere gauza bera gertatu zen. Are gehiago, Alemaniako zenbait eskualdetan trantsizioa ez zen XX. mendearen bigarren hamarkadara arte gertatu. Eta alde horiek ez dute inolako zerikusirik alde ekonomikoekin. Era berean, Belgika frankofonoan trantsizio demografikoa 1870. urtearen inguruan abiarazi zen, baina eskualde flandiarrean ez zen 1910. urtera arte hasi. Eta Frantziako beste eskualde batzuetan, hala nola Bretainian eta Normandian, fenomenoa gainerako herrialdean baino mende bat beranduago gertatu zen. Austria-Hungariako inperioan ere alde handiak egon ziren: Hungaria izan zen lehena. Erregistratutako kasu guztietan, elementu komun bat dago: emakumeek lan-merkaturako sarbidea izatea da jaiotza-tasaren jaitsiera abiarazten duen faktorea.

Baina salbuespenak ere badaude

Amaitzeko, Mendebaldean joera orokorrarekiko bi salbuespen handi adierazi beharra daude. Sinesbide erlijiosoen inguruan artikulatutako bi komunitate dira: amishak eta huteritak. Amishak Estatu Batuetan eta huteritak Kanadan, bi hauek Europan erreforma luteranoaren ostean erlijioagatiko jazarpena sufritu zuten anabaptisten oinordekoak dira. Amishek Estatu Batuetara emigratu zuten XVIII. mendean, eta huteritek Kanadara XIX. mendean. Bi kasuetan, euren tradizioei eta bizimoduari eutsi zioten, funtsean nekazaritzan oinarritzen direnak.

Bi komunitateek kulturalki isolatuta mantendu dira beren herrialdeetako gainerako komunitateekiko. Aro garaikidearen berezko komunikabideen erabilera ukatu dute, garapen teknologikoaren ondoriozko produktu gehienak erabiltzeari uko egin diote, eta berezko hezkuntza sistemak dituzte goi-mailako mailetarako. Hau da, komunitate horiek gizarte premodernoen kultura transmititzeko berezko bideak mantendu dituzte.

Horri lotuta, emakume bakoitzagatik 6 eta 8 seme-alaba arteko jaiotza-tasak arruntak dira komunitate horietan. XX. mendean, huteritek euren kopurua bikoiztu dute 17 urtean behin. Eta amishak 5.000 ziren XX. mendearen hasieran, eta XXI. mendearen hasieran 150.000 izatera irisi dira. Ez dira pobreak. Komunitate oparoak dira biak; baliabideak hazkuntza demografikoari eusteko erabiltzen dituzte, eta, horretarako, euren lurren jabetza hedatu behar dute. Lurren prezioa izan da, neurri batean, haien hedapena mugatu duen faktore bakarra. Hala ere, moldakortasun handia dute eta bestelako jarduera ekonomikoak ere gauzatzen dituzte beren bizimoduaren funtsezko elementuak galdu gabe.

Iturria:

Peter J Richerson-en eta Robert Boyd-en liburuko 4. kapitulutik (Culture is an adaptation) hartutako ideia batzuen laburpena: “Not by genalone: How culture transformed human evolución” (The University of Chicago Press, 2006).

Oharra:

Our World in Datak ugalkortasunari buruzko datu oso zehatzak eskaintzen ditu, baita hainbat faktorek aldaera horretan izan ditzaketen eraginari buruzko analisi xehatu bat ere. Analisi horietan, emakumeen hezkuntzarako sarbideak lehentasunezko lekua hartzen du, baina seme-alabak hezteko baldintzak eta faktore kulturalek eta beste faktore batzuek duten eragina ere aztertzen da.

Egileaz:

Juan Ignacio Pérez (@JIPerezIglesias) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko martxoaren 24ean: Raíces culturales de la transición demográfica.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Cuando uno oye la palabra turbulencia, siempre piensa en los incómodos, y peligrosos en algunos casos, movimientos bruscos que sufrimos cuando viajamos en un avión. Sin embargo, la turbulencia es mucho más y está presente de forma continua en nuestras vidas. Por turbulencia nos referimos al estado irregular y caótico que presenta el movimiento de los fluidos, gases y líquidos, en la mayoría de situaciones.

Ejemplo de flujos turbulentos son el movimiento del aire en nuestras ciudades o del agua en mares y ríos, pero también el que se produce dentro de los motores o alrededor de coches, barcos y aviones. De hecho, la turbulencia es uno de los factores responsables de la perdida de energía en estos medios de transporte, pudiendo relacionarse con hasta un 15% del CO2 vertido por la humanidad anualmente.

Un equipo de investigadores ha desarrollado una nueva técnica que permite estudiar la turbulencia de una forma completamente diferente a la que se ha venido usando en los últimos 100 años. Y es que ahora hay una nueva herramienta: la inteligencia artificial.

Si hay algo que caracteriza a la mecánica de fluidos, que es la rama de la ciencia que estudia la turbulencia, es que, aunque sus ecuaciones fueron desarrolladas por Claude-Louis Navier y George Stokes hace casi 180 años, el problema sigue abierto. Estas ecuaciones son irresolubles de forma algebraica o numérica para casos prácticos, incluso para los mayores ordenadores del mundo. Para estudiar la turbulencia asociada al movimiento de un avión comercial típico necesitaríamos una memoria equivalente a la que emplea en un mes todo Internet, y eso solo para poder configurar la simulación. La cuestión es tan compleja que se necesita comprender mejor la turbulencia simplemente para poder mejorar los modelos más básicos que se usan en el día a día.

El problema, habida cuenta su dificultad y relevancia, es uno de los “problemas del milenio” del Clay Mathematics Institute, con un premio millonario en dólares para quien lo resuelva.

Aunque ya hay varios trabajos que aplican la inteligencia artificial a la mecánica de fluidos, la gran novedad de este nuevo estudio es que permite por primera vez no simular o predecir sino entender la turbulencia.

A partir de una base de datos de cerca de 1 terabyte, el equipo de investigadores ha entrenado una red neuronal que permite predecir el movimiento de un flujo turbulento. Usando esta red ha conseguido seguir la evolución del flujo eliminando pequeñas estructuras individualmente, evaluando posteriormente el efecto de estas estructuras mediante el algoritmo SHAP.

El algoritmo SHAP utiliza cálculos del campo de la teoría de juegos para averiguar qué variables tienen más influencia en las predicciones. Es un método de inteligencia artificial explicable, esto es, uno en los que un ser humano es capaz de comprender las decisiones y predicciones realizadas por la inteligencia artificial. Contrasta con el concepto de la «caja negra» en aprendizaje automático, donde ni siquiera sus diseñadores pueden explicar por qué la IA ha tomado una decisión concreta.

Los resultados de este nuevo análisis no aportan “conocimiento” nuevo, desde el punto de vista de la usabilidad de los resultados en ingeniería. De hecho, coinciden exactamente con el conocimiento adquirido en los últimos 40 años. Pero lo amplían cualitativamente. El método ha conseguido reproducir este conocimiento sin que la red neuronal sepa nada de física.

La validación experimental indica que el método es aplicable a flujos realistas y abre un camino totalmente novedoso para entender la turbulencia.

Referencia:

Cremades, A., Hoyas, S., Deshpande, R. et al. (2024) Identifying regions of importance in wall-bounded turbulence through explainable deep learning. Nat Commun doi: 10.1038/s41467-024-47954-6

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Comprendiendo, por fin, la turbulencia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Gainerako pertsonekin edo objektuekin kontaktu fisikoa izateak osasun fisiko eta mentala hobetzen dituela babestu du zientzialari talde batek.

1. irudia: kontaktu fisikoak mina, depresioa eta antsietatea gutxitu ahal dituela babestu dute zientzialariek. (Argazkia: Dim Hou / UNSPLASH)

Gaur egun harrigarria iruditu dakiguke, baina 1950eko hamarkadan pedagogia aditu batzuek gurasoei gomendatzen zieten haurtxo jaioberriak ez besarkatzeko, mimo edo fereka asko izatea beren garapenerako kaltegarri izan zitekeelakoan. Jende guztia, ordea, ez zegoen horren konbentzituta. Testuinguru horretan abiatu zen tximino jaioberriekin ikoniko bilakatu den esperimentu sorta bat.

Haurdunaldiaren osteko banaketaren eta bakardadea hobetu ulertu nahian, Harry Harlow psikologoak bi tramankulu prestatu zituen, bi motatako ama suzedaneoak irudikatu nahian: horietako batek esnea ematen zuen, baina oso oinarrizko aurpegia eta alanbrez egindako egitura baino ez zuen. Besteak, berriz, aurpegi garatuagoa zuen, eta benetako azal baten funtzioa zuen trapuzko azal batez estalita zegoen. Esperimentu batzuetan, azken honek esnea ere ematen zuen, eta besteetan, harizkoak baino ez zuen ematen.

Emaitzetan argi geratu zen tximino kumeek soilik jotzen zutela alanbrezko amarengana janaria ematen zuenean, baina, gainerakoetan, bestearekin mantentzen zutela kontaktu fisikoa. Are, amarru baten bitartez bat-bateko sustoa ematen zietenean, kumeek trapuzko tramankulura jotzen zuten.

Halako esperimentuek polemika eragin bazuten ere, besteak beste, kontaktu fisikoak osasunean duen eragina aztertzeko interesa piztu zuten. Geroztik, gaia askotan jorratu izan da zientzian, arlo askotatik.

Horiek aintzat hartu eta Nature Human Behaviour aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean kontatu fisikoak gizakien osasun fisiko eta mentalean izan ditzaketen onuren gaineko ezagutza zertan den aztertu dute. Berraztertze artikulua izan da; hots, zientzia literaturan izan diren lanak aintzat hartu dituzte emaitzak ondorioztatzeko. Izan ere, aurretik ezagutzen zen ukitzeak ondorio positiboak dituela, baina gehienetan arlo zehatzetan izandako eraginak aztertu izan dira. Oraingoan, azterketa zabalagoa egin nahi izan dute, gaia osotasunetik aintzat hartuta.

Orotara, gaiaren bueltan orain arte egin diren 212 ikerketa berrikusi dituzte zientzialariek. Ikerketa horietan guztietan, 12.966 lagunek parte hartu zuten. Berrikusketa handi honen emaitzetan oinarrituta, besarkadek, laztanek edo masajeek mina, depresioa eta antsietatea gutxitu ahal dituztela babestu dute zientzialariek. Logikoa denez, esperimentu horietan guztietan kontaktua baimendua izan da beti: egileek diote aipatutako kalte horien sintomak arintzeko beharrezkoa dela ukitzeko baimena eman izana.

Aztertutako kasu horiek guztiak populazio kohorteen arabera sailkatu dituzte, tartean umeak eta helduak bereizita. Modu berean, laztanen edo bestelako ukimenen iraupena ere aintzat hartu dute, bai eta ukimena egiten zuena ezaguna ala ezezaguna ote den ere bai. Azkenik, kontaktu horien ostean osasunean neurtutako eraginak ere sailkatu dituzte. Horietako batzuk izan daitezke loaldian izandako onurak, presio arteriala edo osasun mentalean neurgarri diren adierazleak.

Emaitzek erpin asko dituzte, baina, horietatik guztietatik ateratzen den ondorio orokorra da ukimenak zeresan handia izan dezakeela giza ongizatean. Osasun arreta jasotzen ari diren lagunetan ez ezik, osasuntsu dauden pertsonetan ere ematen bide da onura hau, arlo klinikoan zein arlo horretatik kanpoko azterketak berrikusi dituztelako. Eta, diotenez, adina edozein dela ere antzeko onura jasotzen da.

2. irudia: ume jaioberrien artean gertatzen da salbuespena; hauetan, onurak handiagoak dira gurasoekiko kontaktua dagoenean. (Argazkia: Hollie Santos / UNSPLASH)

Agian harrigarriena da ukimenaren onurak ez direla mugatzen gizakiekiko kontaktura. Aitzitik, robotak, mantak edo burkoak bezalako objektuekiko kontaktua egitean ere jasotzen omen dira onura horiek. Badago, halere, ñabardura garrantzitsu bat: gizakien arteko kontaktuaren ondorioz onura mental gehiago sortzen dira. Eta hau gertatzen da kontaktu mota edozein dela ere. Horien iraupenak aparteko eraginik izan ez duen arren, frekuentzia garrantzitsua bide da, ikusi dutelako gero eta gehiagotan ukitu, orduan eta ondorio positiboagoak sortzen direla.

Subjektuari dagokionez, atentzioa ematen duen kontua da helduen artean berdin diola zeinek egiten dituen ukituak. Hots, berdin-berdin izan daiteke masajista ezezagun bat edo robot bat ere. Onurak ere hobeak dira buruko parteren bat ukituz gero, hala nola aurpegian edota buruaren larruazalean. Bestetik, aldebakarreko kontaktua bi aldeetakoa baino onuragarriagoa dela ikusi dute.

Hau ez da gertatzen, halere, jaioberrien artean. Hauen kasuan, onura handiagoa da kontaktua gurasoekin denean, osasun langileekin beharrean. “Helduen artean, baina, ez dugu aparteko alderik aurkitu gure boluntarioek ezagutzen zituzten pertsonen eta erizainen artean”, azaldu du Duisburg-Essen Unibertsitateko (Alemania) Helena Hartmann ikertzaileak prentsa ohar batean.

Zientzialari hauek sinetsita daude ukimenean oinarritutako esku hartzea —esku hartzea, zentzu literalean— “tresna oso indartsua” izan daitekeela populazioaren ongizate mailak handitzeko.

Animalia edo maskotei dagokienez, ikertzaileek diote ez daudela momentuz ikerketa nahikorik gaiaren bueltan ondorioak ateratzeko, baina onartu dute interesgarria izango zela horretan gehiago sakontzea.

Ohi bezala, etorkizunean entsegu gehiago egin behar direla proposatu dute, eskuratutako emaitzak berretsi ahal izateko. Modu berean, maila sozioekonomiko baxuagoa duten gizarteetan ikerketa gehiago egiteko beharra azpimarratu dute, esku artean izan dituzten ikerketa gehienak diru sarrera ertain edo altuak dituzten gizarteetan egin direlako.

Erreferentzia bibliografikoa:

Julian Packheiser et al. (2024). A systematic review and multivariate meta-analysis of the physical and mental health benefits of touch interventions. Nature Human Behaviour. DOI: 10.1038/s41562-024-01841-8

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Encélado es el sexto satélite de Saturno en tamaño, sin embargo, desde la perspectiva geológica y astrobiológica, es uno de los más interesantes de todo el Sistema Solar: Mantiene una actividad geológica más que evidente a través de géiseres que expulsan vapor de agua, nitrógeno, dióxido de carbono y metano, además de minúsculas partículas de roca -hablamos de ellas en “¿Cómo llegan partículas rocosas a los géiseres de Encélado?”- y que probablemente estas últimas provengan de la interfaz entre el océano que existe bajo la corteza de hielo y su núcleo rocoso. Estos detalles lo convierten, sin duda, en un objetivo muy atractivo para misiones espaciales de todo tipo, ya que prácticamente todo lo que sabemos de este satélite es gracias a la misión Cassini, que concluyó en septiembre de 2017.

Figura 1. Encélado visto por la Cassini en noviembre de 2009. Se aprecian perfectamente los géiseres elevándose sobre su superficie gracias al ángulo de iluminación, que permite que las partículas emitidas por la dispersión de la luz. Imagen cortesía de NASA/JPL/Space Science Institute.

Encélado es un cuerpo muy pequeño y, aun así, a pesar del tiempo que ha pasado desde su formación -este último valor no está claro, ya que se discute si el origen de algunos satélites de Saturno es primordial y se formaron junto a Saturno o si un evento posterior provocó su formación en los últimos cientos de millones de años- sigue teniendo energía suficiente como para mantener el océano de agua líquida y procesos geológicos que renuevan su superficie… ¿Cómo es posible?

La órbita de Encélado no es perfectamente circular, sino que es una elipse. A lo largo de su giro alrededor de Saturno, la gravedad del gigante gaseoso provoca que Encélado se deforme, pasando de una forma esférica casi perfecta a una ligeramente ovalada. Este cambio de forma, más allá de lo espectacular que pueda sonar, y las sucesivas repeticiones de este ciclo, generan una gran cantidad de energía -en este caso en forma de calor- en el núcleo de Saturno, tanta que es capaz de mantener el agua de su océano en estado líquido.

El agua de este océano no está inmóvil, sino que sirve como una correa de transmisión de ese calor desde el interior de Encélado hacia el exterior, transformándose en una serie de procesos geológicos que podemos ver en su superficie. En el entorno de su polo Sur, su corteza se agrieta formando una serie de fracturas lineales conocidas como las “rayas del tigre” -término que procede del inglés tiger stripes– por su parecido con el pelaje del felino.

Figura 2. En este mosaico de Encélado, también creado a partir de imágenes de la Cassini, podemos apreciar perfectamente las tiger stripes en su hemisferio sur y que aquí aparecen como una serie de surcos lineales bien marcados en la parte inferior derecha. Imagen cortesía de NASA/JPL/Space Science Institute.

A partir de estos juegos de fracturas emergen unos espectaculares géiseres capaces de lanzar algunas partículas lo suficientemente lejos de la superficie del satélite como para entrar en órbita alrededor de Saturno y formar un anillo que conocemos como anillo E. La fuerza de estos géiseres varía a lo largo de la órbita de Saturno, con dos picos máximos de emisión en 33 horas, así que este comportamiento podría estar relacionado por las propias interacciones gravitatorias entre ambos cuerpos.

Pero, ¿Cómo funcionan estas fracturas? Un nuevo estudio propone que en realidad las tiger stripes están formadas por fallas de salto en dirección, fracturas en la corteza de hielo donde los bloques se mueven uno con respecto al otro de manera horizontal, una forma parecida a como lo hace la archiconocida falla de San Andrés.

Figura 3. Bloque esquemático del mecanismo de funcionamiento de las fallas de salto en dirección y los géiseres. Cortesía de James Tuttle Keane y Caltech.

Estas fallas de salto en dirección serían las responsables de dominar el flujo de partículas que emiten los géiseres, pero no desde estas directamente, sino desde unas estructuras secundarias existentes en su interior y que conocemos como pull-aparts, y que en este caso se abren como respuesta al movimiento de las fallas de salto en dirección.

Anteriormente se pensaba que las propias fallas de salto en dirección se abrirían y cerrarían como unas puertas correderas o las de un ascensor como respuesta a la deformación que sufre Encélado durante los ciclos de mareas, regulando así el flujo de los géiseres. Pero estos nuevos modelos geofísicos sugieren que para que eso ocurriese se necesitaría mucha más energía que la que necesitan los bloques de la falla para desplazarse y ejercer la fuerza sobre los pull-aparts.

Aunque este artículo es muy interesante y propone un modelo compatible con la deformación que sufre Encélado como consecuencia de sus interacciones gravitatorias con Saturno, lo cierto es que necesitaremos futuras misiones que nos permitan estudiar su superficie con mayor resolución y ver si realmente los géiseres funcionan con este mecanismo o si nos guarda más sorpresas.

Referencias:

Berne, A., Simons, M., Keane, J.T. et al. (2024) Jet activity on Enceladus linked to tidally driven strike-slip motion along tiger stripes Nat. Geosci.  doi: 10.1038/s41561-024-01418-0

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario, divulgador científico u autor de la sección Planeta B.

El artículo La intensidad de los géiseres de Encélado se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Unibertsoko egitura handienak mapeatzean, kosmologoek deskubritu dute anomalia kosmiko bat, dirudienez, desagertzen ari dela.

https://zientziakaiera.eus/app/uploads/2024/05/XRayCosmology-byMPE_ALiu_for_the_eROSITA_consortium-Lede.mp4 eRosita X izpien teleskopioak milaka galaxia kumulu detektatu zituen kosmosaren zati zabal batean. Irudian kolorez agertzen dira, teleskopioaren kokalekutik dauden distantziaren arabera. Urrunen dauden kumuluen argia duela 9 mila milioi urte igorri zen. (Sinulazioa: MPE, A. Liu for the eROSITA Consortium. Iturria: Quanta Magazine)

Kosmosaren tapiza elkarrekin gurutzatzen diren materiazko harizpi erraldoiek osatzen dute, eta haien elkarguneetan ehunka edo milaka galaxien kumuluak daude. Grabitateak galaxien kumulu bakoitzean dagoen guztia erdigunera erakartzen duen neurrian, galaxien arteko espazioa betetzen duen gasa konprimatu egiten da eta, ondorioz, berotu. Hala, X izpietan haren distira ikusi dezakegu.

eRosita X izpien teleskopioa 2019an bidali zen espaziora, eta bi urte baino gehiago igaro zituen espazio zabalean zehar energia handiko argi-izpiak biltzen. Datu horiei esker, zientzialariek milaka galaxia kumuluren kokalekuak eta tamainak mapeatu ahal izan dituzte; horietako bi heren ezezagunak ziren orain arte. Otsailaren 14an sarean argitaratutako artikuluen multzo batean (Astronomy & Astrophysics aldizkarian agertuko dira), zientzialariek azaldu dute nola erabili duten kumuluen hasierako katalogo hori kosmologiaren zalantza handietako batzuk ikertzeko.

Emaitzen artean kosmosaren heterogeneotasunari buruzko estimazio berriak daude. Azken aldian, eztabaidetan oso presente dagoen gaia da hori; izan ere, duela gutxiko beste neurketa batzuek agerian jarri dute nahiko homogeneoa dela. Horretaz gain, estimazio berriak aurkeztu dituzte neutrino deritzen partikula irrealen masari buruz, eta baita energia ilunaren propietate gako bati buruz ere, hau da, unibertsoaren espantsioa azeleratzen ari den energia aldaratzaile misteriotsuaren propietatei buruz, hain zuzen.

Kosmologoen unibertsoaren eredu nagusian, energia iluna espazioaren beraren energia da eta unibertsoaren edukiaren % 70 hartzen du. Unibertsoaren beste laurden bat materia ilun ikusezina da, eta % 5 materia arruntak eta erradiazioak osatzen dute. Eta hori guztia grabitatearen indarraren menpe dago. Hala ere, azken hamarkadako behaketa batzuek kosmologiaren “eredu estandar” hori zalantzan jarri dute; dena hobeto ulertzeko, ereduari osagaiak edo efektuak falta zaizkiola planteatu dute.

eRosita teleskopioaren behaketek, aitzitik, eredu estandar hori berresten dute alderdi guztiei dagokienez. «Eredu estandarraren ageriko baiespena da», adierazi du Dragan Hutererrek, lanean parte hartu ez duen Michigango Unibertsitateko kosmologoak.

Kosmosaren erradiografia

Big Bangaren ostean, unibertso jaio berriaren dentsitate aldaketa txikiak gero eta nabarmenagoak bilakatu ziren materia partikulak bata besteari itsasten ziren neurrian. Talde dentsoagoek material gehiago erakarri zuten, eta handiago egin ziren. Gaur egun, galaxia kumuluak kosmosean grabitazionalki elkartutako egitura handienak dira. Horien tamainak eta banaketa zehazteak aukera ematen die kosmologoei unibertsoaren bilakaeraren beren eredua frogatzeko.

Kumuluak aurkitzeko, eRositako taldeak algoritmo informatiko bat entrenatu zuen objektu zehatzen ordez X izpien iturri «oso harrotuak» bilatzeko; halaxe azaldu du Esra Balbulek, Garchingeko (Alemania) Lurraz haraindiko Fisikako Max Planck Institutuko zientzialariak, hain zuzen ere, eRositako kumulu behaketak zuzendu zituenak. Haren azalpenen arabera, hautagaien zerrenda “langin guztiz puru” batera murriztu zuten: zehatz-mehatz 5.259 galaxia kumulura, teleskopioak detektatutako 1 milioi X izpien iturrietatik abiatuta.

Ondoren, kumulu horien pisua zehaztu behar izan zuten. Objektu masiboek espazio-denboraren egitura kurbatzen dute eta igarotzen den argiaren norabidea aldarazten dute; horregatik dirudi argi iturria distortsionatuta dagoela. Fenomeno horri grabitazio-leiarraren efektua deitzen zaio. eRositako zientzialariek 5.259 kumuluetako batzuen masa kalkulatu ahal izan zuten, horien atzean dauden galaxia urrunenen gaineko leiar efektuan oinarrituta. Dena den, kumulu horien herenak bakarrik zituen atzealdean behar zen moduan lerrokatutako galaxia ezagunak. Nolanahi ere, zientzialariek deskubritu zuten kumuluaren masak korrelazio handia duela bere X izpien distirarekin. Korrelazio handi horri esker, distira erabili ahal izan zuten gainerako kumuluen masak neurtzeko.

Azkenik, masaren informazioa txertatu zuten kosmos biziaren ordenagailu bidezko simulazioetan parametro kosmikoen balioak inferitzeko.

Pikortasuna neurtzea

Unibertsoaren “pikortasun faktorea” (S8) zenbaki interesgarria da. Faktore hori zero balitz ezerez kosmiko zabal bat irudikatuko luke, arrokarik gabeko lautada bat. Batetik gertuagoko S8 balio batek haran sakonen gainean altxatzen diren mendi malkartsuak irudikatuko lituzke. Zientzialariek S8 balioztatu dute mikrouhinen hondo kosmikoaren (unibertso primitiboan jatorria duen argi zahar bat) neurketetan oinarrituta. Kosmosaren hasierako dentsitate aldaketak estrapolatzean, ikertzaileek espero dute S8 horren egungo balioa 0,83 izatea.

Baina duela gutxi argitaratutako ikerketa batzuek, zeinen bidez egungo galaxiak aztertu baitiren, % 8 eta % 10 arteko balio baxuago neurtu dituzte. Horrek esan nahi du unibertsoa nahiko homogeneoa dela. Diferentzia horrek kosmologoen jakin-mina piztu du, eredu kosmologiko estandarrean akatsak egon daitezkeela esan nahi baitu.

Irudia: eRositako galaxia kumuluen katalogoa irudikatuta dago hemen zeru erdiaren mapa batean. Koloreen bidez kumuluen distantzia adierazten da, eta zirkuluen tamainek iturri bakoitzaren X izpien itxurazko distira adierazten dute. (Irudia: MPE, J. Sanders for the eROSITA Consortium. Iturria: Quanta Magazine)

eRositako taldeak, aldiz, ez zuen diferentzia hori aurkitu. «Gure emaitza bat etorri zen hasieratik mikrouhinen hondo kosmikoaren aurreikuspenarekin», adierazi du Vittorio Ghirardinik, azterketaren zuzendariak. Ghirardinik eta bere kideek 0,85 balioko S8-a kalkulatu zuten.

Taldeko kide batzuk desengainatuta sentitu ziren, Ghirardiniren arabera, osagaiak falta izatea askoz zirraragarriagoa baitzen teoria ezagunarekin bat egitea baino.

S8-ren balioak, mikrouhinen hondo kosmikoaren estimazioa baino pixka bat altuagoa denak, beste talde batzuen azterketak eragingo ditu seguruenik, Gerrit Schellenbergerren arabera (Astrofisikako Harvard-Smithsonian Zentroan galaxia kumuluak aztertzen dituen astrofisikaria da). «Seguruenik hau ez da izango gaiari buruz ikusiko dugun azken artikulua», esan du.

Neutrinoak pisatzea

Unibertso primitiboan, neutrino ugari sortu ziren, ia fotoiak (argi-partikulak) bezainbeste, azaldu du Marilena Loverdek, Washingtoneko Unibertsitateko kosmologoak. Baina fisikariek badakite neutrinoek, fotoiek ez bezala, masa ñimiñoak izan behar dituztela, hiru mota artean oszilatzen dutelako. Partikulek ez dute masa eskuratzen beste oinarrizko partikula batzuek masa eskuratzen duten mekanismoaren bidez; hori dela eta, horien masa ikerketa askoren aztergaia da. Lehendabiziko galdera izango litzateke ea zein den horien benetako masa.

Kosmologoek neutrinoen masa neur dezakete kosmosaren egituran dituzten efektuak aztertuta. Neutrinoak ia-ia argiaren abiaduran mugitzen dira, eta bestelako materia zeharkatzen dute, hartara itsatsita geratu ordez. Hortaz, kosmosean neutrinoak egoteak kosmosaren pikortasuna ahuldu du. «Neutrinoei zenbat eta masa gehiago egotzi, orduan eta masa gehiago da homogeneoa eskala [handi] horietan», adierazi du Loverdek.

Galaxia kumuluen neurketak eta mikrouhinen hondo kosmikoaren neurketak konbinatuta, eRositako taldeak estimatu zuen neutrinoen hiru moten masen baturak ez dituela 0,11 elektronvoltak (eV) gainditzen, hau da, elektroi baten masaren milioirena bat baino gutxiago. Neutrinoekin eginiko beste esperimentu batzuetan muga txikiago bat ezarri da, eta erakutsi dute neutrinoen hiru masek 0,06 eV-ko batura eman behar dutela gutxienez (hiru masa balioen ordenamendu posible baterako), edo 0,1 eV-koa (alderantzizko ordenamendurako). Goiko eta beheko mugen arteko distantzia murriztu ahala, zientzialariak gehiago hurbiltzen ari dira neutrinoaren masaren balioa zehaztera. «Egia esan, aurrerapen handi bat lortzear gaude», adierazi du Bulbulek. Datuei buruzko ondorengo argitalpenetan, eRositako taldeak goiko maila alderantzizko ordenako neutrinoen masaren ereduak baztertzeko adina jaitsi lezake.

Zuhurrak izan behar gara. Existitu litekeen beste edozein partikula laster eta arinek (hala nola axioiak, materia ilunerako hautagai gisa proposatutako partikula hipotetikoak) efektu berberak izango lituzke egituren eraketan. Eta erroreak sartuko lituzkete neutrinoen masaren neurketan.

Energia ilunari jarraikiz

Galaxia kumuluen neurketek agerian jar dezakete nola hazi ziren egiturak, baina baita energia ilunak hazkuntza hori nola eragotzi zuen ere: espazioa inpregnatzen duen energia aldaratzailearen kapa fina, espazioaren espantsioa azeleratzen duena, materia banaraziz.

Energia iluna espazioaren beraren energia bada, kosmologiaren eredu estandarrak jasotzen duen moduan, orduan dentsitate konstantea izango luke espazio eta denbora osoan (horregatik, hain zuzen, esaten zaio batzuetan “konstante kosmologikoa”). Baina denborak aurrera egin ahala dentsitatea murriztu egiten bada, orduan egoera guztiz bestelakoa da. «Horixe da kosmologiak planteatzen duen galderarik garrantzitsuena», esan du Sebastian Grandisek, Innsbruckeko Unibersitateko (Austria) eRosita taldeko kideak.

Milaka kumuluen mapatik abiatuta, ikertzaileek deskubritu zuten energia iluna bat datorrela konstante kosmologiko baten profilarekin, nahiz eta horren neurketak % 10eko ziurgabetasuna duen; hortaz, oraindik ere posible da pixka bat aldatzen den energia ilunaren dentsitate bat existitzea.

Jatorriz, eRositak, Errusiako aireontzi batean dagoenak, zeru osoaren zortzi azterketa egin behar zituen, baina 2022ko otsailean, teleskopioak bosgarren azterketa hasi eta aste batzuetara, Errusiak Ukraina inbaditu zuen. Horri erantzuteko, lankidetzaren talde alemaniarrak, zeinak eRosita operatu eta zuzentzen baitu, teleskopioa modu seguruan jarri zuen, behaketa zientifiko guztiak etenda.

Hasierako artikulu horiek, beraz, lehendabiziko sei hilabeteetako datuetan oinarritzen dira soilik. Alemaniako taldeak espero du falta den behaketen urte eta erdian lau aldiz galaxia kumulu gehiago aurkitzea, gutxi gorabehera. Horri esker, parametro kosmologiko horiek guztiak zehaztasun handiagoz identifikatu ahal izango dituzte. «Kumuluen kosmologia zunda kosmologiko sentikorrena izan liteke, mikrouhinen hondo kosmikoaz gain», adierazi du Anja von der Lindenek, Stony Brookeko Unibertsitateko astrofisikariak.

Haren hasierako emaitzek frogatzen dute oraindik ia arakatu gabeko informazio iturri handia izango dela. “Auzoko bizilagun berria gara”, esan du Grandisek.

Jatorrizko artikulua:

Liz Kruesi (2024). Fresh X-Rays Reveal a Universe as Clumpy as Cosmology Predicts, Quanta Magazine, 2024ko martxoaren 4a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Actualmente, con el desarrollo de los medios de comunicación electrónicos, asistimos a un ingente intercambio de mensajes entre ciudadanos, tanto cercanos como lejanos geográficamente. Para la fiabilidad del sistema, es imprescindible que los intercambios sean seguros, que la privacidad de sus contenidos sea inviolable. WhatsApp es líder mundial en la mensajería instantánea con más de 100.000 millones de mensajes enviados al día. Cuando por primera vez iniciamos un intercambio de mensajes con otro usuario, en nuestra pantalla del teléfono móvil aparece un recuadro amarillo con el siguiente texto: Los mensajes y las llamadas están cifrados de extremo a extremo. Nadie de fuera de este chat, ni siquiera WhatsApp, puede leerlos ni escucharlo. Que sea de extremo a extremo significa que el cifrado y descifrado de los mensajes se realiza respectivamente en el propio teléfono móvil del emisor y del receptor, sin intermediarios. En este artículo mostramos como realiza WhatsApp su cifrado.

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Comenzamos con una breve introducción a la criptografía. A lo largo de la historia se han utilizado diferentes sistemas de cifrado, pero esencialmente se tiene dos formas de encarar el cifrado de un texto: cambiar la posición de las letras y sustituir las letras del mensaje por otras. En los sistemas simétricos, el cifrado y descifrado de los mensajes se guía por una misma clave secreta, que solo deben compartir el emisor y el receptor del mensaje. Así, junto con la utilización de un sistema de cifrado que sea difícil de romper, la comunicación secreta debe conllevar una forma segura de intercambio de claves. Para ello es fundamental cambiar muy a menudo la clave. A continuación vemos dos ejemplos históricos de sistemas de cifrado, uno de trasposición y el otro de sustitución.

Cifrado rail fence

El sistema de cifrado rail fence cambia la posición de las letras del mensaje siguiendo un criterio definido por una clave numérica. Para ello, si por ejemplo la clave es 5, se etiquetan sucesivamente las letras del mensaje con los números 1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 1 y así sucesivamente. A continuación, se escriben en su orden las letras de etiqueta 1, luego las de 2, las de 3, las de 4 y las de 5. El resultado es el mensaje cifrado. En la tabla 1 mostramos el cifrado del mensaje LA SUERTE ESTÁ ECHADA con clave 5.

Tabla 1. Cifrado rail fence.

Para descifrarlo, se reinvierte la ordenación utilizando la misma clave. Obviamente si la clave fuera por ejemplo, 7 las etiquetas serían 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 2, 3… El sistema rail fence se utilizó durante la guerra de secesión americana (1861-1865). Este cifrado es muy débil.

Cifrado de Vigenère

El sistema de cifrado de Vigenère es un cifrado de sustitución polialfabético, esto es, una letra no siempre se sustituye por la misma. La sustitución se realiza combinando, a través del cuadrado de Vignère, las letras del texto en claro con las letras de la clave. Este cuadrado tiene casillas. La primera fila contiene las letras del alfabeto en su orden, comenzando por la A. La segunda las letras del alfabeto empezando por la B, la tercera empezando por la C y así sucesivamente. En cada fila, cuando se llega a la letra Z, se continua con la letra A y siguientes (ver la Tabla 2). Para cifrar un mensaje se elige una palabra clave y se escriben debajo de cada letra del texto en claro, las letras de la palabra de la clave tantas veces como sea necesario. Hecho esto, para cada emparejamiento se busca la letra que en la cuadrícula está en la fila que comienza por la letra del texto en claro y en la columna que comienza con la correspondiente letra de la clave. Esta letra sustituye a la letra del texto en claro. En la tabla 3 se muestra el cifrado de EL TREN LLEGARÁ MAÑANA con la palabra clave TALGO.

Tabla 2. Cuadrado de Vigenère

El cifrado de Vigenère debe su nombre al diplomático y criptógrafo francés Blaise de Vigenère (1523-1596), quien describió el primer método de cifrado polialfabético Este cifrado tuvo una gran reputación porque se consideraba excepcionalmente robusto. Incluso en 1917, la revista Scientific American afirmó que el cifrado Vigenère era imposible de romper. Esto no era cierto, ya que en el año 1863 Friedrich Kasiski publicó un método basado en el carácter cíclico de la clave y en un análisis de frecuencia de las letras, que rompía el cifrado. Ahora bien, mensajes breves y cambios frecuentes de clave dificultan la ruptura del cifrado.

Tabla 3. Cifrado de Vigenère

 

Terminada la Segunda Guerra Mundial, el surgimiento de los ordenadores e informática, y la globalización de las infraestructuras de comunicaciones, hizo que los bancos, las compañías de seguros, las administraciones y otras instituciones constataran la necesidad de proteger la gran cantidad de datos que manipulaban, salvaguardaban y transferían. Los métodos criptográficos tradicionales se adaptaban bien a los fines para los que fueron diseñados, fundamentalmente diplomáticos y militares. Ahora bien, estaba claro que por sí mismos, no eran los adecuados para intercambios masivos de las claves de cifrado inherentes a la seguridad y fiabilidad de la comunicación electrónica. Se necesitaba crear una nueva criptografía.

Con los ordenadores comienza la era digital. Todo texto, imagen y sonido, se puede convertir en números, que escritos en sistema binario conforman una gran lista de 0 y 1, llamados bits. En un aparato electrónico, el 0 se corresponde con un circuito abierto y el 1 con uno cerrado. Con los números aparecen las matemáticas. Así, la nueva criptografía se sustenta en métodos matemáticos.

WhatsApp cifra los mensajes en los propios teléfonos móviles con el sistema criptográfico simétrico AES-256 (acrónimo de Advanced Encryption Standard), propuesto el año 1998 por los criptólogos belgas Joan Daemen y Vincent Rijmen. WhatsApp ha elegido este sistema por dos motivos: su fortaleza, ya que según los parámetros actuales de potencia informática es prácticamente irrompible por fuerza bruta; y porque la clave de cifrado es relativamente pequeña, 256 bits, lo cual permite operarlo en teléfonos móviles.

El cifrado AES-256

Pasamos a describir de forma esquemática el cifrado AES-256 de WhatsApp, para dar una idea de la complejidad del cifrado.

Consideramos que tanto el texto en claro como la clave están expresados en binario. Así, ambos son una larga lista de ceros y unos, una larga lista de bits. Una secuencia ordenada de ocho bits se denomina byte y denominamos palabra a un conjunto ordenado de cuatro bytes. El cifrado se hace por bloques de 128 bits, por lo que el primer paso es dividir el texto en claro digitalizado en bloques de ese número de bits. Si es necesario se rellena el último bloque hasta completar los 128 bits. Un bloque de 128 bits se puede considerar ya sea como 16 bytes o como cuatro palabras de cuatro bytes.

El cifrado de los bloques es por sustitución, se sustituyen los bits en claro por el resultado de realizar operaciones matemáticas entre bytes y entre palabras de cuatro bytes del texto en claro con los de la clave. Para ello se ha definido una aritmética (suma y multiplicación) para los bytes y otra para las palabras de cuatro bytes.

El cifrado de cada bloque se inicia con la suma byte a byte de los bytes del texto en claro con los primeros 16 bytes de la clave. Sobre el resultado se realizan 14 rondas, consistente cada una de ellas en sumas y multiplicaciones encadenadas entre bytes y entre palabras de cuatro bytes, y en invertir y trasponer bytes. Se termina la ronda sumando byte a byte el resultado de esas operaciones con la subclave de la ronda, que se obtiene por recurrencia a partir de la clave original. Se obtiene así un estado intermedio sobre el que se ejecuta la siguiente ronda. El resultado después de ejecutar las 14 rondas es la cifra del bloque de 128 bits.

Todas las operaciones realizadas entre bytes y entre palabras de cuatro bytes son inversibles. Teniendo la clave, para descifrar un mensaje se recorre el mismo procedimiento, pero de atrás hacia adelante. Esto es posible debido a que a partir de la clave se obtienen las 14 subclaves de las rondas y, con ellas, las rondas son reversibles. La gran fortaleza del sistema de cifrado AES reside en el algoritmo ideado con 14 rondas y la utilización de una subclave diferente en cada ronda.

Recapitulamos. Sabemos que WhatsApp utiliza un sistema de cifrado simétrico, esto es, un sistema en el que el cifrado y descifrado se realiza con la misma clave de 256 bits. La cuestión ahora es que el emisor y el receptor, cada uno por su cuenta, tienen que crear una misma clave intercambiando información a través de canales públicos de comunicación. En definitiva, el objetivo es que de la información pública intercambiada no sea posible obtener la clave común de cifrado.

Un problema matemático difícil de resolver

Los primeros que propusieron una solución fueron Whitfield Diffie y Martin Hellman en el año 1976. Su punto de partida consistía en convertir ese problema en un problema matemático muy difícil de resolver. Para ello se definirían las denominadas funciones de dirección única, que se caracterizan porque dados los valores de partida es “fácil” obtener el resultado, pero que inversamente, del resultado no es posible computacionalmente recuperar los valores de partida. Un símil material es que mezclando el color amarillo con el azul se obtiene el verde, pero el proceso inverso es imposible, del verde no se puede separar el amarillo y el azul.

La función de dirección única que utiliza WhatsApp en la obtención de la clave común indescifrable fue propuesta de forma independiente en el año 1985 por Neal Koblitz y Victor Miller. Consiste en el denominado Problema del logaritmo discreto elíptico. Vemos como se formula.

Consideremos los puntos de una curva elíptica en el plano. Esto es, los puntos que verifican la ecuación de la curva. En el caso de WhtasApp la curva elíptica es la Curve25519, de ecuación

y2 = x3 + 486662 x2 + x

Entre los puntos de esta curva se define una suma, de forma que la suma de dos puntos de la curva es otro punto de la misma. Las operaciones numéricas se utilizan en aritmética modular. En el caso de WhatsApp el módulo es el número primo , que tiene 77 cifras decimales, 255 bits.

Gráfica de la curva elíptica Curve25519 de WhatsApp

 

Elegido un punto P de la curva, es fácil sumar el punto consigo mismo tantas veces como se quiera. La suma d veces P se denota . Con un punto P adecuado y en el marco definido, esta suma , con d grande, es una función de una sola dirección. Así, si nos dan un punto Q que sabemos que se ha obtenido sumando x veces el punto P, no es posible computacionalmente obtener el número de veces x que se ha sumado PEste es el Problema del logaritmo discreto elíptico que se ha mencionado antes.

Una vez seleccionada la función de una sola dirección, mostramos la obtención de la clave secreta común con el sistema de intercambio Diffie-Hellman.

Supongamos que dos interlocutores, Ander y Beatriz, quieren construir una clave secreta común para cifrar sus mensajes. En primer lugar acuerdan un número de la curva elíptica. WhatsApp siempre elige el mismo punto , el de coordenada . Ander elige un número que lo guarda bien guardado, que es su clave secreta. Con el número y el punto calcula (función de una sola dirección) y, sin tomar ninguna precaución, se lo envía a Beatriz. Este número es la clave pública de Ander. Beatriz por su lado hace lo mismo, elige su clave privada , calcula su clave pública y se la envía a Ander. Este, con su clave privada y la pública de Beatriz calcula , mientras que Beatriz de igual forma calcula . Como ambos obtienen por sí mismos y para ellos solos el mismo punto . La clave secreta común es la coordenada de este punto. Al par de claves pública-privada que acabamos de describir le denominamos claves Diffie-Hellman (DH). Resumiendo, la clave común la genera cada uno con la parte privada de su clave DH y la pública de la del otro. Dada la aritmética modular utilizada, las claves tienen 256 bits, que es tamaño de clave que requiere el sistema criptográfico AES-256 de WhatsApp. WhatsApp ha elegido este sistema de cifrado sobre una curva elíptica porque, para claves de 256 bits, es más potente que sus competidores.

Cómo opera WhatsApp

WhatsApp no es un sistema descentralizado, es una empresa con un propietario. Para utilizarlo hay que registrar en un servidor una cuenta con un número de teléfono asociado a un teléfono móvil. Al instalar la aplicación de WhatsApp, se generan y almacenan automáticamente en el teléfono móvil unas claves identificativas del usuario y unos pares de claves DH de un solo uso. Estas se utilizan en la primera vez que se establece una sesión con otro usuario. En el momento del registro, el cliente de WhatsApp transmite al servidor de WhatsApp las claves de identidad y la parte pública de las claves de un solo uso que ha generado. Obviamente WhatsApp no puede obtener las correspondientes claves privadas.

Cuando Ander quiere establecer por primera vez una sesión con Beatriz, el servidor procede a su identificación, les pone a ambos en contacto y le envía a Ander la parte pública de una clave DH de un solo uso de Beatriz. El servidor la borra de su memoria, no se usa nunca más. Aquí termina para siempre la intervención del servidor central. Automáticamente Ander genera un par de claves DH y con su parte privada y la pública que ha recibido de Beatriz genera una clave común que denominamos clave de cadena. A partir de ella, Ander va generando de forma encadenada una clave de mensaje diferente para cifrar cada mensaje que envía a Beatriz, hasta recibir una respuesta de ella. Ander incluye en la cabecera de cada mensaje la parte pública de la clave de cadena. Beatriz, con la parte pública que le ha enviado Ander y con la parte privada de la suya obtiene la clave de cadena, a partir de ella las claves de mensaje y los descifra. Para sus repuestas Beatriz hace lo mismo. Genera un par de claves DH y con su parte privada y con la pública que Ander le ha enviado con sus mensajes, genera una nueva clave de cadena, de ella obtiene las claves de mensaje, los cifra y en la cabecera de cada mensaje incluye la parte pública la clave de cadena que ha generado. Ander descifra los mensajes y para sus respuestas renueva el par DH y repite el proceso.

Un cambio de clave de cifrado para cada mensaje

A modo de resumen, cada vez que recibe una respuesta de su interlocutor, un usuario genera una nueva la clave de cadena y en consecuencia una nueva cadena de mensajes, con las que cifra los mensajes. Este cambio de clave de cifrado para cada mensaje es uno de los pilares de la seguridad del cifrado de WhatsApp.

El cifrado extremo a extremo de WhatsApp es muy fuerte criptográficamente. Otra cuestión es la seguridad a nivel global en el entorno en que se ejecuta la aplicación. Por ejemplo, la vulnerabilidad de los dispositivos del receptor y del emisor puede hacer posible que un atacante acceda a través de un troyano al sistema operativo del dispositivo y de la aplicación, y disponga del contenido de las conversaciones y archivos antes del cifrardo.

Para saber más

Mikel Lezaun. Cifrado extremo a extremo de WhatsApp, La Gaceta de la RSME, Vol. 26 (2023), Núm. 2, Págs. 299–315.

Sobre el autor: Mikel Lezaun Iturralde es catedrático jubilado de Matemática Aplicada de la UPV/EHU

El artículo El cifrado de los mensajes de WhatsApp se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Emakumeak zientzian

Alice Lee matematikariak frogatu zuen garezurraren tamaina eta adimena ez zeudela erlazionatuta. Uste hori zabalduta zegoen orain dela gutxi arte, eta pentsatzen zen emakumeek garezur txikiagoak zituztela. Leek metodo estatistikoak aplikatu zituen garezur-edukieraren, generoaren eta adimenaren arteko benetako erlazioa argitzeko, eta frogatu zuen ez zegoela halakorik. Alabaina, etnien arteko aldeak bazeudela argudiatzen zuen, eta aurreiritzi horiek indartu zituen. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Biokimika

Antsietate-asaldura testosteronaren gabeziarekin lotu dute. EHUk parte hartu du ikerketan, eta ikusi dute erlazio esanguratsua dagoela antsietate-asalduren, TACR3 izena duen garuneko errezeptore baten, eta testosteronaren artean. Gizonezkoetan, testosterona maila baxua izateak antsietatea eragiten kasu batzuetan, batez ere hipogonadismoa dutenetan. Animalia ereduetan ikusi dute antsietate maila handia dutenek TACR3 errezeptorea eraldatuta dutela, eta horrek hormona sexualen produkzio txikia eragiten duela, testosterona barne. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Gizonentzako antisorgailu bat garatzeko molekula apropos bat topatu dute. Kinasa-inhibitzaile bat da molekula, eta STK33 proteina ongi garatzea eragozten du. Proteina hori ezinbestekoa ugalkortasunerako, saguetan zein gizakietan, eta haren gabeziak espermatozoideen mugikortasuna eta morfologia gaizki garatzea eragiten du. Tratamenduak ez du bestelako ondoriorik sortzen, eta eragina itzulgarria da, hau da, denbora gutxira, berriro ugalkortasuna berreskuratzen da. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Biologia

Giza enbrioiaren asimetria lehen zatiketatik hasten dela frogatu dute. in vitro ernalkuntza baten ostean jarraipena egin diote zigotoari teknika ez-inbaditzaileak erabilita. Egun bateko giza enbrioi bat bi zelulek soilik osatzen dute, eta ikusi dute gorputza sortuko duten zelula gehienak hasierako bi zelula horietako batetik sortzen direla. Ikertzaileen ustez, prozesu asimetriko hori gako da giza gorputza eratzeko. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Botanika

Phylopyr proiektua jarri dute martxan Aranzadi zientzia elkarteak eta Gipuzkoako Foru Aldundiak. Haren helburua Pirinioetako landare loredun guztien informazio genetikoa lortzea izango da. 4.000 espezie inguru daude, eta horien laginak hartuko dituzte analisi genetikoak egiteko, baita herbario bat eraikitzeko ere. Datu guztiak Berrian.

Neurologia

Loak eta anestesiak moteldu egiten dute garunaren garbiketa saguetan. Zabaldutako ideia zen loak garuneko toxinak garbitzen zituela, baina ikerketa berri batek kontrako prozesua behatu du. Baita anestesiarekin ere. Ikertzaileek emaitza horien garrantzia azpimarratu dute; izan ere, uste izatekoa da pertsonetan ere antzera gertatuko dela. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Ozeanografia

Ozeanoko tenperaturak hain egonkorra izateari utziko diola ondorioztatu du ikerketa batek. Ozeanoaren azaleko geruza gutxi gorabehera 50 metroraino heltzen da, eta geruza horretan inertzia termikoa dago, hau da, tenperatura oso gutxi aldatzen da. Hainbat ereduk erakutsi dute, ordea, inertzia termikoak behera egingo duela hurrengo urteetan, eta ozeano azaleko tenperatura gehiago aldatuko dela. Hainbat ondorio izango ditu prozesu horrek. Datu guztiak Zientzia Kaieran.

Paleontologia

Kuaternarioan zehar, alternantzia egon da glaziazioen eta garai interglaziarren artean. Baina horien barnean ere, momentu erlatiboki beroagoak eta momentu erlatiboko hotzagoak ere badaude. Horiek noiz gertatu ziren jakiteko, organismo txiki eta sinpleagoetara jo behar dugu, parametro ekologiko mugatuagoak dituztelako. Kantauri Itsasoan, aro hotzagoen seinalea ematen dute bi organismo txikik, Europaren iparraldetik zetozen ur polarren masak ekartzen baitzituzten. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Antropologia

Jose Antonio Azpiazu historialari eta antropologoak txerriak euskal kulturan duen konnotazioa ikertu du El cerdo en la historia de los vascos (Txerria euskal herritarren historian) liburuan. XVI. mendeko dokumentazio aberatsa jaso du, landa lana ere egin du, eta ikertu du etxekotu zutenetik txerriak zer bide egin duen euskal gizartean. Baserrian animalia oso garrantzitsua zela ondorioztatu du Azpiazuk, bai eta bale ehiztarien dietaren oinarri ere. Azalpenak Berrian.

Genetika

Lurreko Hologenomaren Egitasmoa aurkeztu du mundu-mailako lankidetza batek. Egitasmo horren helburua animalia basatien eta haiei lotutako mikroorganismoen datu hologenomikoak biltzea eta aztertzea da. Datu horiekin animalia basatien ekologia eta eboluzioa berraztertu nahi dute, oraingoan ostalari-mikrobiota elkarrekintzak kontuan izanda. Egitasmoaren koordinatzaileak azpimarratu du ez dela existitzen animalien eta mikroorganismoen arteko elkarrekintzak modu sistematikoan aztertzeko azpiegiturarik. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Astronomia

Eguzkiaren eremu magnetikoa azaletik gertu sortzen dela proposatu dute. Aurretik uste zenaren arabera, gutxienez 210.000 km-ko sakoneran sortzen zen, baina ikerketa berri baten arabera, 32.000 km-ko sakoneran sortzen da Eguzkiaren eremu magnetikoa. Gainera, datu ikerketan sortutako ereduek hobeto azaltzen dituzte eguzki-orbanak, eta, beraz, eguzki-ekaitzak ere hobeto aurreikusiko dituztela espero da. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Merkurion gatz glaziarrak aurkitu dituzte Planetary Science Instituteko zientzialariek. Planetaren ipar poloan daude, itzal iraunkorreko eskualdean, eta glaziar nagusiak bi kilometroko sakonera izan dezakeela kalkulatu dute. Gatz glaziarren sorrera izotzezkoenen antzekoa da, baina Nahum Mendez geologoak azaldu duenez, prozesua ez dago oso argi. Hala ere, teoria nagusiak iradokitzen du Merkurioren atmosferak zerikusia duela. Datu guztiak Berrian.

Argitalpenak

“Zientzialariak” komiki-sortak eskaini dio ale bat Marie Curie, fisikari eta kimikari poloniarrari. Seguruenik, emakume zientzialari ezagunena da. Varsovian jaio zen 1867an, eta bera eta bere familia beti egon ziren oso arro poloniarrak izateaz. Alabaina, bere herrialdean emakumeek goi-mailako ikasketak egiteko aukera gutxi zegoen, eta Parisen ikasi zuen, Sorbona Unibertsitatean. Geroago bere bikotea izango zen Pierre Curierekin hasi zen ikerketan, eta erradioaktibitatea deskribatu zuten. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Egileaz:

Irati Diez Virto (@Iraadivii) Biologian graduatua da, Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen UPV/EHUn eta Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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Los cambios del cerebro durante el embarazo y la maternidad, cómo el estrés ha pasado de ser un mecanismo de supervivencia a un eventual elemento de riesgo para nuestra salud o cuál ha sido el papel que ha jugado el suicidio en la evolución del ser humano fueron algunos de los temas que se tratarán en la VI Jornada Nacional sobre Evolución y Neurociencias.

La jornada tuvo lugar el Bizkaia Aretoa de la UPV/EHU los pasados 25 y 26 de abril y estuvo dirigida por Eva Garnica y Pablo Malo, de la Red de Salud Mental de Bizkaia, institución que organizó la jornada junto a la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El encuentro, cuya primera edición se celebró en 2017, se ha convertido en una cita imprescindible para las y los expertos en ámbitos como la psiquiatría, la psicología o la biología. Una jornada que sirve para analizar el comportamiento humano desde un punto de vista evolutivo y divulgar de un modo accesible para todos los públicos.

Obesidad, hipertensión, diabetes, ansiedad, depresión, dolores crónicos, problemas de espalda y un largo etcétera son sólo algunos ejemplos de las patologías crónicas que forman parte de la vida cotidiana de demasiadas personas, robándoles años de vida, pero sobre todo de buena vida.La solución no pasa por una «pastilla milagrosa», sino por incorporar en nuestro día a día los estímulos para los que nuestros genes están preparados para responder, ya que éste ha sido el modo de vida que hemos seguido durante cientos de miles de años. Es lo que se llama hormesis y se basa en la vieja sabiduría popular de «lo que no te mata, te hace más fuerte».

La conferencia «Hormesis: volver al origen para avanzar» corre a cargo de Antonio Valenzuela, fisioterapauta experto en Psiconeuroinmunología y autor de los libros «Activa tus mitocondrias» y «Hijos de la adversidad».

Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo Hormesis: volver al origen para avanzar se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Esadazu zerekin elikatu duzun eta esango dizut zer itxura duen. Horra superharra. A. sudhausi, the superworm, Ramón Muñoz-Muchpuli.

Datuak prozesatzeko modurik azkarrena ez da modu klasikoan bezala materialik erabiltzen, argia baizik. Parity-time symmetry for faster and stronger optical signal processing.

Dilema batzuk dagokion koinatuari galdetuz ebazten dira. TILKUT bineta bat: Great dilemmas of history.

2017an, kimika kuantiko topologikoaren oinarriak argitaratu zituzten Naturen, azalean. 2020an, material magnetikoetara zabaldu zuten, eta Naturen ere argitaratu zuten. Orain, DIPCko jendeak Sciencen argitaratzen du fonoi topologikoen lehen datu-basea. A Topological Phonon Database has been built

Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Foto: Jacopo Maia / Unsplash

“El uso masivo de antibióticos y antimicrobianos en personas y animales nos ha llevado a que estas sustancias aparezcan en muestras del medio ambiente inesperadas”, afirma Irantzu Vergara, investigadora del grupo IBeA de la Universidad del País Vasco. Los medicamentos que no acaban de metabolizarse en el organismo llegan al medio ambiente por diferentes vías (como el estiércol, los lodos de depuradoras empleados como fertilizantes, etc.), se filtran a los suelos y pueden acabar pasando a los cultivos o a las lombrices, que son la base de la cadena alimentaria. “Aunque no se ha demostrado una toxicidad a corto plazo en humanos, el consumo no intencionado de antibióticos en la dieta puede causar problemas a las personas alérgicas; y los efectos de una exposición a largo plazo aún se desconocen. Sin embargo, el mayor problema asociado a esta contaminación es la propagación de bacterias multirresistentes, para las que difícilmente se encuentra un tratamiento efectivo en caso de infección, causando hasta 33.000 muertes al año en Europa”, explica Vergara.

Con el objetivo de cuantificar este problema el grupo de investigación IBeA ha desarrollado dos métodos de análisis que permiten detectar concentraciones muy bajas de antimicrobianos en verduras y en gusanos: “Aunque en el estiércol se pueden esperar unas concentraciones altas de medicamento, después de la transferencia de estas sustancias a los vegetales o a los gusanos se esperan concentraciones mucho más bajas, por lo que se necesitan métodos sensibles que lleguen a detectarlas”, continúa Vergara.

Los métodos desarrollados por Vergara en los laboratorios de la Universidad del País Vasco permiten determinar simultáneamente una amplia gama de medicamentos antimicrobianos, así como diversos productos derivados de su transformación. Tal y como explica la investigadora, “los medicamentos pueden ser excretados en su forma original o transformados tras ser metabolizados (tras sufrir ciertos cambios dentro de nuestro organismo). Además, se trata de un tipo de compuestos muy sensibles que, por condiciones de temperatura, humedad, luz, etc., se degradan y transforman en el medio muy fácilmente”.

Los métodos reportan un importante avance, ya que “hasta el momento no existían métodos analíticos para estudiar simultáneamente una amplia gama de antimicrobianos en vegetales y en gusanos, y además no estaban enfocados al análisis de los productos de transformación. Cada familia de antibióticos tiene unas propiedades fisicoquímicas diferentes, y que el mismo método de análisis nos sirva para analizar todas ellas es muy importante. Además, hemos conseguido límites de detección bastante bajos, que nos permiten detectar concentraciones muy bajas de estas sustancias en el medio ambiente”.

Muestreo de verduras en diferentes puntos del País Vasco

En el caso de las verduras, el grupo de investigación ha tomado muestras de vegetales por diferentes puntos del País Vasco, tanto de agricultura ecológica como no ecológica. “Nuestro objetivo era medir la magnitud del problema de antibióticos en la comunidad autónoma del País Vasco. Los estudios analíticos realizados arrojan datos de la existencia de medicamentos antimicrobianos y sus derivados en las verduras: hemos comprobado que hay un traspaso tanto de antimicrobianos como de los productos de degradación desde el suelo a las verduras. Es decir, existe un problema de contaminación por antimicrobianos en el País Vasco”, añade.

En el caso de los gusanos, sin embargo, han realizado un experimento bajo condiciones controladas de exposición; es decir, “se trata de un estudio diseñado y realizado en el laboratorio con gusanos. Queríamos comprobar si, en caso de tener suelos contaminados, las lombrices que se alimentan de esos suelos son capaces de acumular antimicrobianos en su organismo”. En el estudio han observado que dichos antimicrobianos se acumulan en el organismo y que generan una gran variedad de productos de transformación no reportados hasta el momento”.

Vergara remarca la necesidad de “seguir investigando de manera multidisciplinar en esta línea, pues este es un problema que nos va a afectar a toda la sociedad en las próximas décadas”. Las plantas de tratamientos de aguas actualmente no cuentan con unos tratamientos completamente efectivos para eliminar los restos de fármacos, y esas aguas muchas veces se usan para el regadío. “Al existir un input o entrada tan grande, constante, de antimicrobianos al medio ambiente, las bacterias se están acostumbrando a convivir con ellos y generan una resistencia”, explica. La investigadora alerta de que “de hecho, ya hay casos en los que no hay tratamientos efectivos para gente que se infecta con bacterias multirresistentes. Es importante seguir avanzando en investigación para poder minimizar el problema o empezar a buscar soluciones a corto o medio plazo”.

Referencias:

I. Vergara-Luis, C.F. Rutkoski, E. Urionabarrenetxea, E.A. Almeida, E. Anakabe, M. Olivares, M. Soto, A. Prieto (2024) Antimicrobials in Eisenia fetida earthworms: A comprehensive study from method development to the assessment of uptake and degradation Science of The Total Environment doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.171214

I. Vergara-Luis, M. Jin, J.C. Baez-Millán, B. González-Gaya, I. Ijurco, M. Lacuesta, M. Olivares, A. Prieto (2024) Multitarget and suspect-screening of antimicrobials in vegetables samples: Uptake experiments and identification of transformation products Food Chemistry doi: 10.1016/j.foodchem.2024.138643

Para saber más:
El papel de la agricultura en la transmisión de la resistencia a antibióticos

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo Antibióticos en la verdura se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.