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En situaciones de lluvias muy intensas o tormentas con abundantes descargas de agua en breves periodos de tiempo sobre zonas urbanas, donde los sistemas de alcantarillado ya no pueden recibir más volumen de agua o, incluso, se rompen las canalizaciones y el agua sale a presión a superficie como un gran chorro sobre las aceras o el asfalto, la primera frase que nos viene a la mente a todo el mundo es “se ha formado un géiser en mitad de la ciudad”. Pero, ¿realmente esto es un géiser? Pues, como en otras ocasiones, vengo aquí con el manual de Geología debajo del brazo para desmentir esta afirmación.

Salida de agua caliente a presión en el géiser Old Faithful del Parque Nacional de Yellowstone, Estados Unidos. Fotografía de Jacob W. Frank, National Park Service, tomada de www.usgs.gov

En pocas palabras, un géiser es una abertura del terreno por la que surge un chorro de aguas subterráneas en estado líquido a mucha presión y muy calientes, con una temperatura cercana al punto de ebullición, así que también es frecuente que se produzca la salida de agua en estado gaseoso (vapor). El foco de calor que provoca este calentamiento del agua es una cámara magmática situada en el subsuelo a poca profundidad, por lo que los géiser aparecen en zonas volcánicas. Su funcionamiento es sencillo: el agua subterránea circula por el subsuelo pasando cerca de una cámara magmática que va a provocar que aumente su temperatura; esta agua caliente, al disminuir su densidad, va a tender a ascender hacia la superficie; cuando encuentra una chimenea o tubo volcánico, es decir, una especie de tubería cilíndrica formada por la erupción de antiguos magnas que tenga salida al exterior, el agua caliente circulará por ella con mucha presión y velocidad; finalmente, esa agua saldrá a la superficie en forma de una enorme surgencia o chorro que puede alcanzar varios metros de altura. Como curiosidad final, decir que géiser procede de la palabra islandesa geysa, que significa emanar, y que da nombre a una de estas surgencias de agua caliente, la fuente Geysir, que se encuentra en el Valle de Haukadalur, al sur de Islandia.

Piscina de aguas termales del balneario de Solares, Cantabria. Imagen tomada de Castilla termal

Los géiseres no son los únicos eventos geológicos por los que se produce la salida de aguas subterráneas calientes al exterior. De hecho, las más comunes son las fuentes, surgencias o manantiales de aguas termales. En este caso, no es necesaria la presencia de una fuente de calor, como una cámara magmática, para elevar la temperatura del agua subterránea, sino que este calentamiento se produce debido al gradiente geotérmico. Con este término se conoce a una propiedad de nuestro planeta por la cual, a medida que aumentamos en profundidad en el interior de la Tierra, se incrementa la temperatura, en un promedio de unos 30 °C cada kilómetro. Por este motivo, las aguas subterráneas que circulan a cierta profundidad se calentarán de forma natural, saliendo al exterior en esta ocasión a través de fracturas del terreno. Para que un agua se considere termal, su temperatura tiene que ser de entre 10 °C y 15 °C superior a la de otras surgencias de agua superficial que haya en esa zona y que no se hayan calentado en profundidad. Es decir, que si tenemos varias fuentes de agua en un lugar que salen al exterior a 10 °C, para que una de ellas fuese considerada un agua termal debería hacerlo, al menos, a 20-25°C. En nuestras latitudes, las surgencias termales suelen alcanzar los 30-40 °C de temperatura, por lo que han sido empleadas desde la antigüedad como aguas medicinales mediante el baño en termas y balnearios.

Fumarolas del volcán Tajogaite durante su erupción a finales de 2021 estudiadas sobre el terreno por personal del Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC)

De manera general, existe un último tipo de surgencias de aguas termales que son las fumarolas. En este caso volvemos a encontrarnos en un ambiente volcánico con cámaras magmáticas como focos caloríficos, pero, en esta ocasión, las aguas subterráneas alcanzan una temperatura superior al punto de fusión, debido a lo cual lo que sale al exterior a través de los tubos volcánicos es vapor de agua, muchas veces acompañado de otros gases formados por la actividad magmática. Estas fumarolas no sólo se producen en tierra firme, también aparecen en los fondos oceánicos debido a la actividad volcánica submarina. Entonces las denominamos fumarolas o chimeneas hidrotermales y son muy comunes en áreas profundas de los océanos cercanas a zonas tectónicamente activas como las dorsales oceánicas.

Chimeneas hidrotermales en los fondos marinos del Pacífico, en la fosa de las Marianas, grabadas durante una exploración oceanográfica de la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos de América (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)

La importancia de estas fuentes de aguas termales no solo radica en su curiosidad científica que nos permite conocer, de manera indirecta, el comportamiento interno de nuestro planeta o en su llamativa belleza, en especial la de los géiser, que puede fomentar el turismo en las zonas donde se producen, sino también en sus aplicaciones directas para la sociedad. Ya he comentado el aprovechamiento de estas surgencias como aguas medicinales en termas o balnearios, pero no es la única. La más importante es la utilización de estas aguas termales de zonas volcánicas como generadoras de energía geotérmica, una nueva fuente de energía sostenible, renovable y siempre disponible basada en el aprovechamiento del calor interno del planeta para generar electricidad utilizando fluidos calientes que circulen por turbinas.

Otra aplicación muy interesante es la búsqueda de zonas de surgencias hidrotermales como posibles fuentes de recursos minerales críticos para el desarrollo tecnológico actual. El agua subterránea caliente es capaz de capturar los elementos químicos presentes en las rocas por las que circula en profundidad, transportándolos en disolución. Cuando estas aguas salen al exterior, ya sea en tierra firme o en los fondos marinos, al disminuir su temperatura bruscamente pierden esa capacidad de transportar elementos, provocando su precipitación en zonas cercanas a donde se producen las surgencias. Así se generan acumulaciones de minerales ricos en calcio, silicio, cobre, hierro, azufre, manganeso y un largo etcétera, incluidas las tierras raras. Además, estas zonas tienen un importante interés biológico, ya que suelen ser el hábitat perfecto para el desarrollo de organismos extremófilos, principalmente de los tipos termófilos y quimiosintéticos, lo que ha llevado a considerar las fuentes hidrotermales submarinas como uno de los posibles escenarios en los que surgió la vida en nuestro planeta.

Así que, la próxima vez que veamos saltar la tapa de una alcantarilla en la calle y salir un enorme chorro de agua, mejor decimos “se ha formado una bonita surgencia de agua a presión en mitad de la ciudad” ahorrándonos llamarla géiser. Salvo que estemos en una localidad con actividad volcánica subterránea y esa agua expulsada tenga una temperatura cercana a los 100°C, donde ya tendríamos que discutir si es un evento natural o si se ha reventado una tubería de agua caliente.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo ¿Géiser urbano? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Gizakiaren eta ingurumenaren arteko harremanei buruzko gogoeta egiten du Aiora Zabalak Natura gure esku (2022) liburuan. Narrazioaren tresneria eta teknika dialogikoak erabiliz, eta bizipen pertsonalak, gaurkotasun osoko gertakizunak eta ikerketa lanetatik eratorritako ebidentziak tartekatzen ditu egileak. Kontakizunaren protagonista ez da, beraz, «gizakia» era abstraktu batean, baizik eta egilea bera edo egilearen tankerako norbait izan daitekeen pertsona gazte bat, gaur-gaurkoa izateagatik eguneroko arazoak bizi dituena, eta haiekiko nola kokatzen duen bere burua azaltzen duena.

Irudia: Natura gure esku liburuaren azala. (Iturria: Alberdania argitaletxea)

Liburuak agerian jarri nahi du badagoela, posiblea dela, larrialdi klimatikoa eta bioaniztasunaren galera bezalako arazoei eta haiei dagozkien erabakiei buruz askatasun eta kreatibitate handiagoz pentsatzerik eta, azken batean, ekiterik. Egilearen asmoa ere bada mezu positibo edo baikor bat helaraztea, asko baita, azken finean, norbanakoak –gutariko bakoitzak, alegia– egin dezakeena gizataldeen, enpresen, gobernuen eta, funtsean, gizarte osoaren norabidea eta erabakiak bideratzeko. Literatur erregistroak erabiliz, eta jarduera berdeen jarraibide preskriptiboak alde batera utzita, irakurleak arazo eta irtenbide konplexuei buruz pentsatzeko duen gaitasuna eta gogoa sustatzea du liburu honek helburu. Liburuak hamar kapitulu ditu, sarrera eta amaiera barne. Zortzi kapitulu nagusietan, eguneroko gai banaren inguruan antolatzen dira kontakizuna eta gogoetak. Horrela, solasaldian edo barne bakarrizketan, hainbat eta hainbat gai datoz orrialdeetara, fineziaz jositako narrazio laburren sorta baten tankeran.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Natura gure esku
• Egilea: Aiora Zabala Aizpuru
• ISBN: 978-84-9868-764-4
• Hizkuntza: Euskara
• Urtea: 2022
• Orrialdeak: 142 or.

Iturria:

Alberdania argitaletxea: Natura gure esku

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Évariste Galois (1811-1832) nació un 25 de octubre, hace 212 años. Le rendimos homenaje a través del siguiente retrato alfabético escrito solo con veinte letras, aludiendo a los años que tenía el matemático cuando falleció.

Évariste Galois hacia 1826. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Álgebra

Galois fue el primero en usar la palabra groupe (grupo) en un sentido cercano al actual. Por ello se le considera uno de los fundadores de la rama del álgebra conocida como teoría de grupos.

Billette, Geneviève

La dramaturga Geneviève Billette estrenó en 2011 su obra Contre le temps (Contra el tiempo), precisamente en el año en el que se conmemoraba el centenario del nacimiento de Évariste Galois. Puede leerse una breve reseña en este mismo blog.

Clase de álgebra

Falto de recursos, Galois ofertó un curso público de álgebra superior el 13 de enero de 1831. Lo anunciaba de esta manera:

Ce cours aura lieu tous les jeudis, à une heure et quart ; il est destiné aux jeunes gens qui, sentant combien est incomplète l’étude de l’algèbre dans les collèges, désirent approfondir cette science. Le cours se composera de théories dont quelques-unes sont neuves et dont aucune n’a jamais été exposée dans les cours publics. [Este curso tendrá lugar todos los jueves, a la una y cuarto; está destinado a jóvenes que, sintiendo lo incompleto que resulta el estudio del álgebra en la universidad, deseen profundizar en esta ciencia. El curso constará de teorías, algunas de las cuales son nuevas y ninguna de las cuales ha sido presentada en cursos públicos].

La primera lección reunió a una treintena personas interesadas; el curso duró unas pocas sesiones.

Duelo

Galois falleció el 31 de mayo de 1832. El día anterior, a primera hora de la mañana, el matemático fue alcanzado por una bala en un duelo de pistolas eventualmente provocado por una breve aventura amorosa.

Ecuación (algebraica)

Galois demostró que la solución algebraica de una ecuación polinómica está relacionada con la estructura de un grupo de permutaciones asociado a las raíces del polinomio, el grupo de Galois de dicho polinomio.

Fourier, Joseph

Galois redactó los resultados de su investigación y los presentó en febrero de 1830 a la Académie des sciences para optar al gran premio de matemáticas. Joseph Fourier, Secretario Permanente de Matemáticas, se llevó el manuscrito a casa para examinarlo. Pero falleció el 16 de mayo y el manuscrito se perdió. Niels Henrik Abel (a título póstumo) y Carl Gustav Jakob Jacobi se llevaron el premio ese año.

Gérard (de Nerval)

El poeta Gérard de Nerval (1808-1855) estuvo brevemente encarcelado en la prisión de Sainte-Pélagie junto a algunos de sus colegas del grupo Bouzingo al ser tomados por conspiradores durante una manifestación. Fue encarcelado en febrero de 1832 y puesto en libertad a principios de abril de 1832.

El 14 de julio de 1831, Galois fue detenido durante una manifestación contra el recién coronado Luis Felipe I y encarcelado en la prisión de Sainte-Pélagie hasta el 29 de abril de 1832.

Así, Nerval y Galois coincidieron durante un tiempo en este centro penitenciario. En Mes Prisons (1841), el escritor hablaba de su salida de la cárcel:

Il était cinq heures. L’un des convives me reconduisit jusqu’à la porte, et m’embrassa, me promettant de venir me voir en sortant de prison. Il avait, lui, deux ou trois mois à faire encore. C’était le malheureux Gallois, que je ne revis plus, car il fut tué en duel le lendemain de sa mise en liberté. [Eran las cinco. Uno de los comensales me acompañó hasta la puerta, y me abrazó, prometiéndome venir a visitarme al salir de la cárcel. A él le quedaban dos o tres meses por cumplir aún. Es al desdichado Galois al que no volví a ver, ya que murió en un duelo al día siguiente de su puesta en libertad].

Humor

Con un fino sentido del humor, el 1 de abril de 2011, Aurélien Alvarez y Michèle Audin publicaron en el sitio Images des mathématiques el artículo titulado Il y a cent quarante ans : la mort de Galois (Hace ciento cuarenta años: la muerte de Galois). En él explicaban que, el día 3 de abril de 1871, Galois salía de su casa tras haber finalizado la demostración de un teorema, y caía abatido por una bala durante las revueltas de la Comuna de París. Galois fallecía así con 60 años. Por supuesto, se trataba de una broma para celebrar Le Poisson d’Avril.

Integrales (abelianas)

Galois realizó algunas contribuciones a la teoría de integrales abelianas y las fracciones continuas.

Je (n’ai pas le temps)

Intuyendo su muerte, el 29 de marzo de 1832, Galois escribió una carta a su amigo Auguste Chevalier. En ella intentaba transmitir un resumen de su trabajo científico. Ese testamento en forma de carta terminaba así:

… je n’ai pas le temps et mes idées ne sont pas encore bien développées sur ce terrain qui est immense. [… no tengo tiempo y mis ideas no están aún bien desarrolladas en este terreno que es inmenso].

Última página de la carta de Galois a Auguste Chevalier. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Liouville, Joseph

El 4 de septiembre de 1843 Joseph Liouville anunció a la Académie des sciences que acababa de encontrar en los trabajos de Galois transmitidos por Auguste Chevalier (ver [J]) una solución tan exacta como profunda al problema de la resolución de ecuaciones por radicales.

Memoria

El académico Siméon Denis Poisson aconsejó a Galois que escribiera una nueva versión de la memoria presentada (y perdida) a Fourier en 1930 [ver F]. El 4 de julio de 1931, Poisson y Sylvestre François Lacroix publicaron su informe:

… Nous avons fait tous nos efforts pour comprendre la démonstration de Galois. Ses raisonnements ne sont ni assez clairs ni assez développés pour que nous ayons pu juger de leur exactitude… On peut attendre que l’auteur ait publié en entier son travail pour se former une opinion définitive… ; pour le moment nous ne pouvons pas vous proposer d’y donner votre approbation. [… Hemos hecho todo lo posible para comprender la demostración de Galois. Su razonamiento no es lo suficientemente claro ni lo suficientemente desarrollado para que podamos juzgar su exactitud… Podemos esperar hasta que el autor haya publicado su obra íntegramente para formarnos una opinión definitiva…; Por el momento no podemos ofrecerle su aprobación].

No llores…

Ne pleure pas, j’ai besoin de tout mon courage pour mourir à vingt ans. [No llores, necesito todo mi coraje para morir a los veinte años].

Estas fueron las palabras que le dijo a su hermano menor Alfred poco antes de fallecer.

Fue enterrado en la fosa común del cementerio de Montparnasse el 2 de junio de 1832, sin su familia presente.

Oculta (cara)

Galois es el nombre de un gran cráter de impacto situado en la cara oculta de la Luna.

Profesores

El 2 de enero de 1831, en la Gazette des écoles, se publicó una carta de Galois titulada Sur l’enseignement des sciences, sous-titrée Des professeurs. Des ouvrages. Des examinateurs [Sobre la enseñanza de las ciencias, subtitulada Profesores. Libros. Examinadores]. En ella el matemático denunciaba la mediocridad de la enseñanza a los estudiantes:

Quand leur laissera-t-on du temps pour méditer cet amas de connaissances… pourquoi les examinateurs ne posent-ils les questions aux candidats que d’une manière entortillée ? Il semblerait qu’ils craignissent d’être compris de ceux qu’ils interrogent… Croit-on donc la science trop facile ? [¿Cuándo se les dejará tiempo para meditar sobre este montón de conocimientos?… ¿por qué los examinadores sólo hacen preguntas a los candidatos de manera enredada? Parece que temen ser comprendidos por aquellos a quienes examinan… ¿Creemos por lo tanto que la ciencia es demasiado fácil?].

Richard, Louis Paul Emile

El profesor Louis Paul Émile Richard (1795-1849) enseñó matemáticas en diferentes centros, ganándose una gran reputación por sus cursos y por la buena tasa de éxito de sus estudiantes en el examen de ingreso en la prestigiosa École polytechnique. Galois fue uno de sus alumnos durante el curso 1828-1829. Richard dijo de él a finales de 1828, en uno de sus informes trimestrales:

Cet élève a une supériorité marquée sur tous ses condisciples. [Este estudiante posee una marcada superioridad sobre todos sus compañeros de clase].

Société des Amis du Peuple

El 10 de noviembre de 1830 Galois ingresó en la asociación republicana Société des Amis du Peuple.

Teoría (de Galois)

La teoría de Galois relaciona la teoría de cuerpos con la teoría de grupos.

Veintiséis

Galois nació tal día como hoy hace 212 años. Además, 212 es la suma de los 26 primeros valores de la función φ de Euler.

Weil, Hermann

Hermann Weyl dijo sobre la carta de Galois a su amigo Auguste Chevalier (ver [J]):

This letter, if judged by the novelty and profundity of ideas it contains, is perhaps the most substantial piece of writing in the whole literature of mankind. [Esta carta, si se juzga por la novedad y profundidad de las ideas que contiene, es quizás el escrito más sustancial de toda la literatura de la humanidad].

Referencias

• J.-P. Escofier, Biographie d’Évariste Galois, Bicentenaire de la naissance d’Évariste Galois, IHP
• John J. O’Connor and Edmund F. Robertson, Évariste Galois, MacTutor History of Mathematics Archive, University of St Andrews
• Évariste Galois, Wikipedia

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad

El artículo Évariste Galois, el ‘Rimbaud’ de las matemáticas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Iragana nostalgiaren erreferentzia da, baina haren esparru psikologikoa etorkizunera heda daiteke. Nostalgia sentimenduak unibertsalak dira, eta, gertakari arrunten oroitzapenekin aldetuta, baikortasuna areagotzen dute edo, gutxienez, baikortasun adierazpenak sortzen dituzte.

Irudia: iragana nostalgiaren erreferentzia da, baina haren esparru psikologikoa etorkizunera heda daiteke. (Argazkia: Miray Bostancı – Domeinu publikoko irudia. Iturria: pexels.com)

Hori da egin diren lau azterlanen ondorio nagusia. Azterlan horietan, zehaztuko ez ditudan hainbat prozedura erabiliz, aztertu da nostalgia sentimenduek zein neurritan sortzen duten baikortasuna, baita harreman horretan bitartekari diren prozesu mentalak ere. Ikerketak adin ezberdinetako eta hiru nazionalitatetako (estatubatuarrak, danimarkarrak eta ingelesak) gizon eta emakumeekin egin dira.

Lehenengo azterlanak harremanaren existentzia posiblea identifikatzeko balio izan zuen. Bigarrenak erakutsi zuen nostalgia sentimenduen indukzio esperimentalak pertsonen baikortasuna areagotzen duela. Hirugarrenak aurrekoaren aurkikuntzak erreproduzitu zituen, eta, horretarako, abesti nostalgikoen eta, kontrol gisa, abesti arrunten esposizioa erabili ziren. Hirugarren azterlan horrek agerian utzi zuen autoestimua bitartekari gisa aritzen dela nostalgiak baikortasunean duen eraginean. Hau da, nostalgia sentimenduek autoestimua hobetzen dute, eta azken horrek, dirudienez, baikortasuna areagotzen du.

Behaketa hori bat dator aurreko aurkikuntzekin, eta horien arabera norberaren iraganeko oroitzapenek norberaren maitasun sentimenduei eusten laguntzen dute. Baina, gainera, ezagutza hori etorkizunera zabaltzen du; izan ere, nostalgiak eragindako autoestimu sentimenduek gure etorkizuneko perspektibak hobetzen lagun diezagukete. Laugarren azterketak prozesu horiek gehiago argitzen lagundu zuen, esperimentuetan parte hartu zuten pertsonak abesti nostalgikoen letren eta, kontrol gisa, abesti arrunten letren eraginpean jarriz. Laugarren azterlan horren bidez, kausazko sekuentzia zabalago bat ezarri zen sentimendu nostalgikoen eta autoestimuaren arteko loturarako, harreman horren bitartekari gisa gizarte konektibitatearen sentsazioa sartu baitzen.

Beraz, nostalgiak gizarte konektibitatearen sentsazioa sustatzen du; horrek, era berean, autoestimua areagotzen du, eta autoestimu handiago baten ondorioz, baikortasuna areagotzen da. Edo, beste era batera esanda, parte hartzaileek autoestimua handitzea amets nostalgikotik eratorritako gizarte konektibitatearen sentimendu biziago baten ondorioa da; eta autoestimu handiago horrek, bestalde, baikortasuna areagotzen du.

Jakina da baikortasunak ongizatea eta onurak eragiten dituela osasunari dagokionez. Horregatik, eta esperimentu horietan lortutako emaitzen arabera, nostalgia ongizaterako bide oso egokia izan daiteke, portaera osasungarriak eta harremanetan arrakasta bultzatuz. Gainera, oroitzapen nostalgikoetara jotzea tristura, bakardade, asperdura edo zalantza existentzialeko aldietan areagotu ohi denez, lan honetan lortutako emaitzen arabera, nostalgiak, baikortasuna sustatzean, pertsonei ezbehar psikologikoari aurre egiten lagun liezaieke. Nostalgia, lanaren egileen arabera, azken batean, pertsona baten iragana, oraina eta etorkizuna konektatzeko katalizatzailea izan daiteke, jarraitutasun zentzua emanez.

Egileen hitz ia testualak (baina itzuliak) erabiliz, lan honen ondorioa da “nostalgia ez dela kaxoi batean giltzapean gordetako sepiako argazki zahar bat. Nostalgiak irismen handiko ahalmena du, eta jarraitu beharreko bidea argi diezaguke”.

Erreferentzia bibliografikoa:

Cheung, Wing-Yee; Wildschut, Tim; Sedikides, Constantine; Hepper, Erica G.; Arndt, Jamie; Vingerhoets, Ad J. J. M. (2013). Back to the Future: Nostalgia Increases Optimism. Personality and Social Psychology Bulletin, 39(11), 1484-1496. DOI: 10.1177/0146167213499187

Egileaz:

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

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Durante décadas los investigadores han debatido si las células encefálicas llamadas astrocitos pueden emitir señales como las neuronas. Se ha publicado recientemente la mejor evidencia hasta el momento de que algunos astrocitos son parte de la conversación eléctrica.

Un artículo de Laura Dattaro. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Nuevas pruebas sugieren que algunos astrocitos pueden estimular señales eléctricas tal como lo hacen las neuronas. Fuente: : Alliance Européenne Dana pour le Cerveau / Wikimedia Commons

Un encéfalo no es nada si no es comunicativo. Las neuronas son las parlanchinas de este órgano conversacional y se comunican entre sí intercambiando pulsos de electricidad utilizando mensajeros químicos llamados neurotransmisores. Al repetir este proceso miles de millones de veces por segundo, el cerebro convierte grupos de sustancias químicas en acciones coordinadas, recuerdos y pensamientos.

Los investigadores estudian cómo funciona el cerebro poniendo la oreja en esa conversación química. Pero las neuronas hablan tan alto y con tanta frecuencia que si hay otras voces más bajas puede resultar difícil escucharlas.

Durante la mayor parte del siglo XX, los neurocientíficos coincidieron en gran medida en que las neuronas son las únicas células encefálicas que propagan señales eléctricas. Se pensaba que todas las demás células encefálicas, llamadas glía, cumplían funciones puramente de apoyo. Entonces, en 1990, surgió un fenómeno curioso: los investigadores observaron un astrocito, un subtipo de célula glíal, que respondía al glutamato, el principal neurotransmisor que genera actividad eléctrica.

En las décadas posteriores, los equipos de investigación han presentado pruebas contradictorias: algunos informando que los astrocitos envían señales y otros replicando que definitivamente no lo hacen. El desacuerdo se manifestó en conferencias y en una revisión tras otra de la evidencia. Las dos partes parecían irreconciliables.

Un nuevo artículo publicado en Nature en septiembre presenta la mejor prueba hasta ahora de que los astrocitos pueden emitir señales, recopilada durante ocho años por un equipo codirigido por Andrea Volterra, profesor visitante en el Centro Wyss de Bio y Neuro Ingeniería en Ginebra, Suiza. El estudio incluye dos pruebas clave: imágenes de glutamato fluyendo desde los astrocitos y datos genéticos que sugieren que estas células, denominadas astrocitos glutamatérgicos, tienen la maquinaria celular para utilizar el glutamato como lo hacen las neuronas.

El artículo también ayuda a explicar las décadas de hallazgos contradictorios. Debido a que sólo algunos astrocitos pueden realizar esta señalización, ambos lados de la controversia tienen, en cierto sentido, razón: los resultados de un investigador dependen de qué astrocitos muestrea.

«Este estudio es genial porque proporciona una explicación de por qué ambos conjuntos de datos existían y eran contradictorios», comenta Christopher Dulla, profesor de neurociencia en la Universidad Tufts que estudia la señalización astrocítica y que no ha participado en el nuevo trabajo. «Tiendo a comprarlo».

El descubrimiento abre la posibilidad de que algunos astrocitos formen una parte esencial de los circuitos del encéfalo. «Cada vez llegamos más a la idea de que todos los tipos de células participan en el funcionamiento del encéfalo», afirma Volterra. «Está mucho más integrado de lo que se pensaba antes».

Una red comunicativa

El nombre generalista «glía» (de la palabra griega que significa «pegamento») para todas las células encefálicas que no son neuronas, como los astrocitos, transmite la opinión inicial de los científicos de que su objetivo principal era mantener unidas a las neuronas. Sin embargo, desde la primera descripción de los astrocitos en 1865, los investigadores han descubierto que pueden hacer mucho más. De entrada tienen receptores de glutamato, que utilizan para detectar y limpiar el exceso de neurotransmisores en los espacios alrededor de las neuronas.

Lo que ha estado menos claro es si pueden utilizar el glutamato para generar una señal eléctrica por sí mismas. En 1994, los investigadores estimularon astrocitos en una placa y observaron que las neuronas cercanas parecían responder preparándose para enviar una señal. Y en 1997 Volterra y sus colegas observaron la inversa: los astrocitos de rata respondían a las llamadas de las neuronas con ondas oscilantes de la molécula de señalización calcio. Entre 2000 y 2012, los investigadores publicaron más de 100 artículos que presentaban evidencia a favor de la capacidad de los astrocitos para comunicarse a través de sinapsis.

Más de 25 años después de observar por primera vez los astrocitos respondiendo a señales en una placa, el neurocientífico Andrea Volterra del Centro Wyss de Bio y Neuro Ingeniería en Ginebra, Suiza, ha regresado con nueva evidencia de que algunos astrocitos participan activamente en la conversación eléctrica del encéfalo. Foto cortesía de Andrea Volterra

Pero otros cuestionaron cómo se había reunido e interpretado esa evidencia. En 2014, por ejemplo, los investigadores descubrieron que un modelo de ratón clave tenía fallos, lo que generó dudas acerca de los estudios anteriores que habían utilizado esos ratones.

Mientras tanto, la consideración de los astrocitos estaba evolucionando y los científicos comenzaban a considerarlos participantes activos en el procesamiento de la información por el encéfalo. Mientras que las neuronas y sus dendritas ramificadas a menudo se representan como árboles, los astrocitos se parecen más a un hongo, que forma una alfombra densamente tejida que cubre el encéfalo y comparte información entre sus partes constituyentes. De esta manera, los astrocitos parecen formar una red coordinada que influye en la actividad neuronal. Por ejemplo, en 2016, mientras realizaba una investigación neurocientífica en la Universidad de California en San Francisco, Kira Poskanzer descubrió que los astrocitos de ratón pueden hacer que las neuronas cercanas entren en un estado de sueño rítmico al regular el glutamato.

«Es menos una célula individual que hace lo suyo y más como parte de un equipo completo de células que trabajan juntas», afirma Poskanzer, ahora en la startup de biotecnología Arcadia Science.

Sin embargo, existe una diferencia entre absorber glutamato y realmente generar señales. Volterra creía que algunos astrocitos eran capaces de hacer esto último. Pero para demostrarlo necesitaba evidencia de que los astrocitos pueden enviar señales y tener las herramientas adecuadas para hacerlo de manera relevante y significativa.

Una nueva clase de células encefálicas

Volterra aprovechó un nuevo enfoque para estudiar el encéfalo: la secuenciación de ARN unicelular, que toma una instantánea del conjunto completo de genes activos en las células individuales de todo un tejido. Revisando ocho bases de datos de células del hipocampo de ratón, identificó nueve grupos de astrocitos que se distinguen por su actividad genética. Los astrocitos en uno, y solo uno, de los grupos transcribían proteínas que se sabe que están involucradas en el almacenamiento, liberación y transporte de neurotransmisores mediante vesículas, como ocurre en las neuronas. Las células no estaban distribuidas uniformemente en toda esta parte del encéfalo, ni siquiera en circuitos específicos.

Para ver si las personas tienen estas células, Volterra y su equipo buscaron en tres bases de datos de células del hipocampo humano las mismas firmas de proteínas que habían visto en los astrocitos de ratón. Las firmas aparecieron en los tres conjuntos de datos.

Sin embargo, esos datos genéticos seguían siendo una prueba indirecta. Volterra necesitaba mostrar la señalización en acción. Él y su equipo simularon una señal neuronal dirigida a los astrocitos en cortes de encéfalo de ratón y tomaron imágenes de las moléculas liberadas por los astrocitos. Algunos astrocitos, pero no todos, respondieron con glutamato. Y cuando los investigadores impidieron que los astrocitos usaran vesículas, las células ya no pudieron liberar glutamato.

Para Volterra la evidencia era clara. “Teníamos razón. Hay astrocitos que liberan glutamato”, afirma. «Pero también nos equivocamos, porque pensábamos que todos los astrocitos liberan glutamato».

Es casi seguro que los hallazgos alteren la comprensión actual de la forma en que se comunica el encéfalo, comenta Dmitri Rusakov, profesor de neurociencia en el University College de Londres que no ha participado en el trabajo. Pero de qué manera es una pregunta abierta.

Saber que los astrocitos pueden enviar señales es sólo el primer paso. Ese hecho no responde a cómo responden las sinapsis al glutamato astrocítico. No dice qué funciones requieren la señalización de los astrocitos en lugar de las neuronas o además de ellas. No explica por qué algunas áreas del encéfalo tienen más astrocitos glutamatérgicos que otras, o por qué un subconjunto utiliza esta función mientras que el resto no.

Más bien, como todos los nuevos descubrimientos, plantea nuevas preguntas que la ciencia debe responder.

«Tenemos un conjunto importante de pruebas», concluye Rusakov. «Ahora necesitas una teoría para unirlo todo».

 

 

El artículo original,  These Cells Spark Electricity in the Brain. They’re Not Neurons., se publicó el 18 de octubre de 2023 en Quanta Magazine. Cuaderno de Cultura Científica tiene un acuerdo de distribución en castellano con Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Estas células generan electricidad en el encéfalo. No son neuronas. se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Historiaurrean tamaina handiko animaliak desagertzen joan ziren heinean, gizakiak gero eta ehiza tresna txukunagoak egitera behartuta egon ziren, ikertzaile talde baten arabera. Horrek gaitasun kognitiboak handitu zituela babestu dute.

Gosea baino argiagorik ez dago. Atsotitzak ideia bera azpimarratzen duen aldaera asko ditu hainbat hizkuntzatan. Necessity is the mother of invention. El hambre agudiza el ingenio. La faim aiguise l’esprit… kontzeptu argia da, eta ez du azalpen gehiagoren beharrik.

Zaila da sen hutsean oinarritutako ideia hori benetan norainokoa den egiazkoa frogatzen saiatzea, baina, noizean behin, saiakerak egiten dira. Hain justu, atsotitzaren bide beretik doan proposamena bota du Israelgo ikertzaile talde batek. Haien ustez, historiaurrea garatu ahala, gizakiek ehizatzen zituzten animalien tamainaren beherakadak gero eta arma hobeak egitera bideratu zituen.

Funtsean, Tel Aviveko unibertsitateko ikertzaile horiek Quaternary aldizkarian argitaratutako zientzia artikuluaren arabera, harrapakin handiak iraungi izanak gizakien garapen kognitiboan onerako eragina izan zuen, gizakiek animalia txikiagoak ehizatzeko moduko arma berriak asmatu behar izan zituztelako.

1. irudia: ikertzaileen aburuz, animalia handien desagerpenak ehiza tekniken aldaketa ekarri zuen, gizakiaren kognizio gaitasunaren onerako. Irudian Victor Vasnetxov margolariaren irudikapen bat. (Irudia: – domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)

Prentsa ohar batean azaldu dutenez, “zabalduen zegoen hipotesiak zioen ehiza egiteko armetan izandako aldaketak funtsean esplikaezina den hobekuntza kognitibo baten ondorio izan zirela”. Aldiz, haien hipotesia da animaliatzarren desagerpenaren eta ehizarako erabilitako tresna eta tekniken artean ikusi duten korrelazioan kausalitate bat dagoela: ehiza behar berriei egokitzeko beharrak ekarri bide zuen arma berrien garapena.

Miki Ben-Dor eta Ran Barkai arkeologoak Afrika, Espainia eta Frantziako historiaurreko zenbait aztarnategitako arrastoetan oinarritu dira analisia egiteko. Aztarnategi horietan aurkitutako harrapakinen arrastoak aztertu dituzte, eta espezie bakoitzaren kopuru erlatiboak zenbatetsi dituzte. Modu berean, hezur horiekin batera aurkitutako harrizko tresnak aintzat hartu dituzte ere. Beren hipotesiaren aldeko argudioen bila, aztarnategi horietako datuekin bost kasu azterketa egin dituzte.

Bereziki Levallois teknikaren agerpenean jarri dute arreta. Harria lantzeko metodo honen bitartez, historiaurreko gizakiak gai ziren herrizko erdigune batetik harri printzak eskuratzeko, kolpe jakin batzuen bitartez. Metodo honen erabilpenak berekin dakar gizaki horiek aldez aurretik irudikatzen zutela lortu nahi zuten tresnaren forma. Bada, diotenez, aztertu duten aztarnategi guztietan korrelazioa dago Levallois teknikaren bitartez landutako tresnen garapenaren eta harrapakin handien arrastoen desagerpenaren artean. Soilik aztarnategi batean —Kenyako Olorgesailie aztarnategian— ikusi dute megafaunaren iraungitzea klima aldaketari lotuta egon zela.

Ez da lehen aldia ikertzaile hauek animaliatzarretan arreta jartzen dutena. 2021ean argitaratutako beste zientzia artikulu batean erakutsi zutenez, Ekialde Hurbilean batez bestean animalien gorputz masa %98 gutxitu zen azken milioi eta erdi urteetan, 3.000 kilo izatetik 50 kilora izatera pasata.

Baina analisia harago eraman dute, denboran zehar izandako bilakaera aztertuz. Hala, duela 1,5 milioi urte inguru Homo erectus espeziea egurrezko lantzez baliatzen zela azaldu dute ikertzaileek. Diotenez, seguruenera gertu zeuden presa handiak akabatzeko erabiltzen zituen lantza horiek. Dena dela, zaila da horretaz ziur egotea, jakina delako egurra ez dela horrenbeste denboraz kontserbatzen.

2. irudia: historiaurrean gehien ehizatutako animalien eta ehiza tresnen bilakaera, grafiko batera eramanda. (Irudia: Ben-Dor et al., Juanma Gallegok euskaratua)

Hurrengo pausoa lantza horietan harrizko puntak jartzea izan zen. Hori duela 300.000 urte inguru gertatu zen, neandertalen eta gizaki modernoen eskutik. Duela 64.000 urtetik Afrika Hegoaldean arkua eta gezia agertu ziren, eta horiekin batera garatu ziren lantza edo dardoen jaurtigailuak. Tresnez harago, garai batetik aurrera ehiza lanetan lagungarriak izan ziren txakurrak sartu zituzten ere: hori duela 23.000-14.000 urte artean gertatu zela uste dute. Garai horretan ere dokumentatuta daude tranpa zein arrantzarako amuen erabilera. Beraz, indar hutsean oinarritutako armak beharrean, egoera berriak gero eta arma zehatzagoak eskatzen zituen.

Antropologiaren eremura jauzi eginez, adibide bat jarri dute, egungo ehiztari-biltzaileen portaeran oinarrituta. Elefante bat ehizatzeko nahikoa zaizkie animaliatzarra norabait bideratzea eta, behin mugikortasun mugatua duela, egurrezko lantzak erabiltzea hura akabatzeko. Aldiz, abiaduran zein pisuan askoz arinagoa den orein baten kasuan, nekez akabatu ahalko da egurrezko lantza soilen bidez. Lantza horiek harrizko puntak edukiz gero, zientzialari hauek sinetsita daude errazagoa izango dela oreinari dezenteko zauria eragin eta bere ihesaldia moteltzea. Bestetik, harrizko gezi puntek apurtzeko joera duten arren, abantaila da behin azalaren aurka jota askotan animaliaren beraren barruan geratzen direla, harrapakina hiltzeko aukerak handituz.

Oraingoan, ikertzaile hauek ez dira sartu gai honen bueltan adituen artean klasikoa den aspaldiko polemika batean: norainoko eragin izan zuen gizakiek egindako ehizak animaliatzat hauen iraungitze prozesuan.

“Harrapakinen tamaina txikiagoa edukitzeak erronka nabarmena suposatu zuen lehen gizakientzat, eta horrek bultzatu zituen ehiza praktiketan moldagarritasuna eta berrikuntza handitzera”, laburbildu dute egileek.

Aipatu dute badagoela beste teoria bat harrapakinen tamainari lotuta: gizakiak haitzuloetan bizitzen hasi zirenean, errazagoa egiten zitzaien harrapakin txikiak etxera eramatea. Baina zientzialari hauek uste dute efektua kontrako norabidean joan zela: animalia txikiagoak ehizatzeak gizakiei haitzuloetan bizitzea erraztu ziela argudiatu dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Ben-Dor, Miki, and Ran Barkai (2023). The Evolution of Paleolithic Hunting Weapons: A Response to Declining Prey Size. Quaternary 6(3), 46. DOI: https://doi.org/10.3390/quat6030046

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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jóvenes

Foto: 4924546 / Pixabay

Una de cada tres mujeres y uno de cada dos hombres padecerá alguna vez un cáncer a lo largo de su vida. Como si se tratase de una ruleta rusa a largo plazo en nuestro organismo, las probabilidades de padecer este conjunto de más de 200 enfermedades diferentes se van incrementando con la edad. No podemos asegurar al 100 % que podamos esquivar la bala, pero sí podemos tomar medidas para que el riesgo de recibirla sea mucho menor.  Se estima que casi la mitad de las neoplasias podrían evitarse con medidas preventivas como evitar el consumo de tabaco y alcohol y tener una alimentación saludable.

Los pronósticos no son optimistas, la Organización Mundial de la Salud estima que los casos de cáncer aumentarán casi un 50 % en dos décadas en el mundo: de 19,3 millones en 2020 a 28,4 millones en 2040. En España, los casos también han ido al alza de forma constante desde 2016 debido principalmente al envejecimiento progresivo de la población, a una mayor variedad y cobertura de cribados y a malos estilos de vida.

Aunque el envejecimiento es el factor de riesgo más importante en el desarrollo del cáncer (la mayoría de los casos aparecen en personas de más de 65 años), numerosos factores pueden influir en la aparición de esta enfermedad a edades más tempranas. De hecho, varios estudios indican que la frecuencia de cáncer en las personas relativamente jóvenes se ha incrementado de forma notable en los últimos años. En ese sentido, un reciente estudio, publicado en la revista BMJ Oncology, ha detectado que en los últimos 30 años se ha incrementado en un 79 % los nuevos casos de cáncer en individuos de menos de 50 años (cáncer de aparición temprana) a lo largo del mundo. En ese tiempo, las muertes por cáncer también han aumentado casi un 28 % en este mismo colectivo.

Para llegar a estos resultados, los investigadores analizaron registros epidemiológicos con la evolución de la aparición de 29 tipos de cáncer en las poblaciones de 204 países entre los años 1990 y 2019. Los tumores que mayor mortalidad y carga de enfermedad causaron en las personas de menos de 50 años en 2019 fueron los de mama, tráquea, pulmón y bronquios, estómago y colon y recto. Por otro lado, el cáncer de próstata y el nasofaríngeo fueron las neoplasias que experimentaron un ascenso más acusado en sus incidencias.

El aumento de los casos de cáncer fue más marcado en el colectivo de entre 40 y 49 años de países con un nivel de desarrollo socioeconómico de nivel medio y medio-alto (especialmente en Norteamérica, Australia y Europa Occidental), aunque la mortalidad por cáncer también disminuía de forma significativa en los países que contaban con un nivel de desarrollo elevado. Los investigadores calcularon que, de seguir la tendencia actual, la incidencia y las muertes por cáncer de aparición temprana se incrementarán un 31 % y un 21 % respectivamente para 2030.

Alcohol, tabaco y dieta

Dada la gran cantidad de factores que influyen en la aparición de un cáncer, averiguar cuáles de ellos están contribuyendo al alza de casos de cáncer en personas jóvenes es una tarea compleja y con grandes dificultades. No obstante, los científicos responsables del estudio sugieren que hay tres razones principales detrás de este fenómeno: el consumo de alcohol y tabaco y una dieta poco saludable (con un consumo elevado de carne roja y sal y una ingesta baja de fruta y leche). Más allá de estos factores, es muy probable que haya otras causas involucradas, pero el conocimiento sobre en qué medida están contribuyendo al incremento de neoplasias en jóvenes es muy limitado.

Existen fundadas sospechas de que la obesidad, el sedentarismo, y diversos agentes ambientales (contaminantes atmosféricos, presencia de agentes cancerígenos en ciertos alimentos y bebidas…) podrían también estar implicados en el ascenso global de la frecuencia del cáncer. Sin embargo, el peso de estos factores entra dentro del terreno de lo desconocido.

Para conocer mejor qué causas están aumentando el riesgo de cáncer en los menores de 50 años serán necesarios estudios de seguimiento (cohortes) a largo plazo que servirán para identificar el potencial cancerígeno de múltiples factores de riesgo. Por otro lado, los investigadores plantean evaluar en profundidad si los programas poblacionales de cribado de cáncer en este colectivo podrían estar justificados, debido al aumento de casos. En la actualidad, casi todos los programas de detección precoz del cáncer están orientados a personas con edades superiores a los 50 años (excepto el cribado de cáncer de cérvix en España, por ejemplo). Quizás, visto el aumento de la frecuencia de cáncer a edades más tempranas, podría ser razonable bajar este umbral para determinadas neoplasias.

Referencia:

Zhao J, Xu L, Sun J, et al (2023) Global trends in incidence, death, burden and risk factors of early-onset cancer from 1990 to 2019 BMJ Oncology  doi: 10.1136/bmjonc-2023-000049

Sobre la autora: Esther Samper (Shora) es médica, doctora en Ingeniería Tisular Cardiovascular y divulgadora científica

El artículo ¿Por qué se están detectando más casos de cáncer en jóvenes? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Biodonostia, Tomellosoko Ospitale Orokorra, Ikerbasque eta Euskal Herriko Unibertsitateko ikertzaileek esofagitis eosinofilikoaren diagnostikoa erraztuko duen metodo ez-inbaditzailea garatu dute. Lana Clinical Gastroenterology and Hepatology aldizkarian argitaratu dute.

Esofagitis eosinofilikoa esofago edo hestegorriaren hantura kronikoa ezaugarri duen gaixotasuna da. Hantura hau eosinofiloak deritzen globulu zuriak mukosan sartu eta irensteko zailtasunak eragiten dituztenean gertatzen da. Gaixotasun arraroa izan arren, gero eta prebalentzia handiagoa du. Orain arte, gaixotasun honen diagnostikoa hestegorriko hainbat puntutan hartutako biopsiak aztertuz egiten zen. Proba hau inbaditzailea eta oso molestagarria da pazienteentzat. Horren harira, test ez-inbaditzaileen garapena benetako erronka bihurtu da.

Irudia: esofagitis eosonofilikoarekin zerikusia duten 68 gene hautatu eta hauen jarduera aztertu da. (Argazkia: Artem Podrez – domeinu publikoko irudia. Iturria: Pexels.com)

UPV/EHU, Biodonostia eta Tomelloso Ospitale Orokorra (Ciudad Real) partaide dituen ikerketa batek honako hipotesi hau izan du abiapuntu: ahoko mukosa hestegorritik gertu dagoenez gero, baliteke bertan biomarkatzaile erabilgarriak aurkitzeko aukera egotea, laginak ahotik lortzeak dakarren erraztasun eta abantailarekin.

Biomarkatzaile horiek aurkitzeko, esofagitis eosonofilikoarekin zerikusia dute 68 gene hautatu eta hauen jarduera aztertu da esofagitis aktiboa duten pazienteengan, sendatzeko bidean daudenengan eta osasun-kontrol egokiak dituztenengan, Tomellosoko Ospitale Orokorraren eta Donostia Unibertsitate Ospitalaren eskutik. 68 gene horietatik 29 ahoko laginetan detekta zitezkeen, eta hauetatik, zortzi gene biomarkatzailetzat erabiltzeko modukoak izan zitezkeen. Hartara, gene horiek beste paziente batzuengan aztertu ziren, eta horietako hiruk jarduera-desberdintasunak erakutsi zituzten pazienteen eta osasun-kontrol egokiak zituztenen artean. Hiru gene horiek datu klinikoekin konbinatuta erabiliz gero (sexua edo atopien presentzia, kasu), predikzio-gaitasuna % 95ekoa da.

Ikerlan honen egileen iritziz, emaitza itxaropentsu horiek oinarritzat erabil daitezke esofagitis eosonofilikoaren diagnostikoa errazteko, test inbaditzaileen kopurua murriztuz. Etorkizunean, beste lan batzuk egin beharko dira lortutako emaitzak baliozkotzeko, eta test honen erabilerak esofagitis eosonofilikoa eta hestegorriko beste gaixotasun batzuk bereizteko aukera emango duen aztertzeko.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Esofagitis eosinofilikoa diagnostikatzeko metodo ez-inbaditzailea garatu dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Sebastian-delaCruz, Maialen; Garcia-Etxebarria, Koldo; Bilbao, Jose Ramón; Lucendo, Alfredo J; Bujanda, Luis; Castellanos-Rubio, Ainara (2023). A novel, non-invasive method to diagnose active eosinophilic esophagitis, combining clinical data and oral cavity RNA levels. Clinical Gastroenterology and Hepatology. DOI: 10.1016/j.cgh.2023.07.023

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Una de las cosas que es inherente al ser humano es la creación, o más bien la búsqueda del placer poderoso que implica ser el creador de algo. Desde sus inicios, el ser humano se ha caracterizado por la creación, guiada por distintas motivaciones, desde la invención de cualquier artilugio que facilite la caza y con ello la alimentación, hasta la creación de cualquier tecnología con altas dosis de sofisticación y eficiencia. Por otro lado, la creación no siempre ha estado motivada por una utilidad evidente, a veces la sutileza, la necesidad de expresar o el simple placer de sentirse capacitado para crear algo ha sido más que suficiente. Una de estas creaciones es la música, así en general, como concepto.

Mucho se ha discutido sobre su origen a lo largo de la historia, dando resultados como aquel interdisciplinar libro The Origins of Music1 publicado por el MIT, relacionado con la comunicación, la cohesión y la expresión de nuestra especie, aunque haya otras especies que también usen la música. Sin embargo, independientemente de su origen, la música, y el arte en general, es un hecho cultural, que tiene una gran capacidad para resolver esa necesidad de creación que nos ha acompañado a lo largo de los siglos. Es por esto que uno de los mayores retos pueda ser crear algo capaz de crear, como es la inteligencia artificial.

Foto: Marius Masalar / Unsplash

La creación parte del conocimiento, es por esto que se hace esencial estudiar bien nuestro cerebro y adentrarse en teorías de la inteligencia humana. Algo de esto ya sospechaba el prominente informático John McCarthy, quien en el verano de 1956 se le ocurrió organizar en el Darmouth College (Hanover, New Hampshire, EE.UU.) un encuentro para poner en común estudios sobre máquinas pensantes, la famosa Conferencia de Darmouth, donde se dieron cita nombres tan significativos para el mundo de la ciencia como Claude Shannon, Marvin Minsky o John Holland. La consecuencia de este encuentro fue la diferenciación de dos vías de desarrollo de estas máquinas pensantes. Una de ellas era la vía enfocada en la ingeniería tecnológica, es decir, la resolución de problemas concretos mediante tecnología, algo que hoy podemos ver de manera cotidiana y que tiene que ver más con obtener un resultado inteligente que con el comportamiento del cerebro. Bien por los desarrolladores de esta vía, nuestro tiempo presente es una gran prueba de lo que han conseguido desde aquel lejano verano de 1956. La otra vía es la que concierne a la creatividad y, por lo tanto, a la música. La imitación de la estructura del cerebro, las redes neuronales artificiales y cómo funciona el pensamiento como paradigma tecnológico son avances que se han conseguido gracias a este enfoque más conexionista, donde los sistemas artificiales se convierten más sensibles al entorno.

Ya es una realidad que existe software capaz de crear música, pintar, o crear novelas o ensayos. Cada día nos sorprende una nueva aplicación capaz de ir más allá, de afinar mucho más el proceso creativo y, a su vez, creando el trampantojo de lo innecesario de la presencia humana. Hace poco tiempo distinguíamos perfectamente si una voz grabada era una máquina o una persona real, hoy en día esa tarea es bastante más difícil. Lo mismo ocurre con la música grabada. Es posible que una interpretación de música instrumental nos guste y nos parezca emotiva, siendo en realidad una interpretación creada por una IA. En cuanto a la creación artística, como por ejemplo la composición musical, es una de las fronteras para alcanzar altas dotes de «humanidad» en las máquinas, debido a lo emocional y subjetivo que puede llegar a ser el arte en general y la música en particular. La base de esta creación musical es el aprendizaje que realizan las máquinas almacenando datos y usando entre otras muchas cosas el cálculo estadístico, la probabilidad y la entropía.

La creación es arbitrariedad

Sin embargo, hay una barrera infranqueable que distingue a las máquinas de las personas: la arbitrariedad. Cuando las personas crean de manera artística, hay algunas decisiones que pueden (o deben) ser arbitrarias, y esto depende de multitud de factores externos (contexto) e internos (emociones y pensamientos). La tecnología no puede ser arbitraria, lo que sí puede es usar algo en su lugar, una especie de subterfugio o artificio: la aleatoriedad. Aunque son cosas parecidas, no son lo mismo y es aquí donde reside uno de los últimos escalones entre lo artificial y lo humano. Según la RAE, la arbitrariedad es un acto dictado por la voluntad o el capricho y, evidentemente, las máquinas no tienen caprichos. Cuando una decisión artificial (dentro de la creación musical) no se ajusta a una lógica, una razón o unas leyes, es simplemente aleatoria, pero nunca arbitraria.

Otra de las fronteras o últimos escalones es el defecto que alberga la virtud de la inteligencia artificial, es decir, su ventaja es su desventaja. La virtud de las máquinas es la gran capacidad que tienen para aprender manejando una ingente cantidad de datos, sin embargo, no pueden olvidar (o no al menos como lo hacen los humanos) ni distorsionar recuerdos. Este fallo de serie (o capacidad de supervivencia) en todo lo que respecta a la memoria humana y nuestra “aptitud” para almacenar datos y transformar recuerdos, se convierte en viento a favor de la arbitrariedad.

Quizá nuestras limitaciones sean un poderoso muro de contención para esa distopía que parece rondar a nuestra relación con la tecnología en lo que respecta al arte. Quizá por esto, la creación musical sea algo más que combinar de manera óptima.

Referencia:

1 Wallin, N. L., Merker, B., & Brown, S. (Eds.). (2000). The Origins of Music. MIT press.

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.

El artículo Creación artificial e inteligencia artificiosa 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.

Fisika

Esperimentu berri batek nukleoaren teoria nagusiari buruzko zalantzak sortu ditu. Teoria horren arabera, atomo bateko nukleoa kitzikatzean nukleo hori puztu edo hazi egiten da, protoietako batek salto egiten duen arte. Helio-4arekin egindako neurketa berri batean ordea, ez da teoria hori bete. Atomo hori espero baino gehiago puztu zen eztanda egin aurretik, eta horrek aurreikuspen guztiak hankaz gora jarri ditu. Esperimentu horrek agerian jarri du oraindik ez dela indar nuklear bortitza ongi ezagutzen. Datuak Zientzia Kaieran.

Genetika

1999. urtean, Kathleen Folbigg-i bere lau seme-alabak hil izana leporatu zitzaion. Lauak jaio eta hilabete batzuetara hil ziren, bata bestearen atzetik, ustez, arrazoi naturalak medio. Gertaera hain bitxia izanik, Folbigg-i seme-alabak itota hiltzea egotzi zitzaion. 2003tik atxilotuta egon ostean, 2023ko ekainaren 5an aske geratu zen emakumea, genetikari esker. Ikertzaile batek frogatu zuen CALM2 eta MLKL geneetan mutazioak zituztela Folbigg-en seme alabek, eta mutazio horiek sortutako gaixotasun arazoen ondorioz hil zirela lauak. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Errugabea genetikari esker.

Neurologia

Giza garuneko zelulen zehaztasun handiko atlas bat osatu du nazioarteko ikertzaile-talde batek. 21 artikuluk osatzen dute atlasa, eta hura sortzeko informazioa hildako hiru gizonen garunetako 3 milioi zeluletatik eta emakume baten kortex motorraren disekzio batetik lortu dute. Hala, 3.000 zelula mota baino gehiago identifikatu dituzte, horietako asko ezezagunak. Atlas hori oso baliagarria izatea espero da etorkizuneko ikerketetarako. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Kepa Paz Alonsok Basque Center on Cognition, Brain and Language (BCBL) zentroko ikertzailea da, eta bere taldekideekin batera talamoaren eta kortex prefrontalaren arteko komunikazioa aztertu dituzte. Erresonantzia magnetikoaz baliatuz, bi eskualdeak lotzen dituen materia zurizko egiturak ikusi ahal izan dituzte, eta ohartu dira gizakiaren kasuan konektibitatea oso masiboa dela beste espezie batzuekin alderatuz. Bi gune horiek funtsezkoak dira memoriarako eta emozioetarako, eta espero dute etorkizunean aurkikuntza honek laguntzea gaixotasun askoren tratamenduan. Azalpen guztiak Berrian: «Oraindik ez dakigu zehazki garunak nola funtzionatzen duen».

Osasuna

Bagina garbitzeko produktuak saltzen dituzten enpresek gorputzeko atal hori garbitzeko eta usaina kentzeko beharra zabaldu dute emakumeen artean. Baina mezu hori faltsua izateaz gain arriskutsua ere bada, kalte egiten baitie baginaren anatomiari eta fisiologiari. Baginak mikrobiota berezi bat du, eta horrek babestu egiten du bakterio eta onddo patogenoengandik. “Garbitzeko produktuek” ordea, mikrobiota hori desorekatu dezakete. Gainera, gorputz atal horrek badu bere garbitzeko mekanismoa: baginako fluxua. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Bagina zikinaren mitoa.

COVID iraunkorra serotoninaren jaitsierarekin erlazionatuta egon daitekeela iradoki du ikerketa berri batek. Ikertzaileak jabetu ziren gaixotasun hori modu iraunkorrean pairatu duten hainbat pazienteren gorozki-laginetan SARS-CoV-2 birusaren arrastoak zeudela. Horrek pentsarazi zien birusaren konposatuek hesteetan iraun zutela. Gainera, ikusi zuten konposatu horiek triptofano aminoazidoa behar bezala xurgatzea eragozten zuela, eta horrek serotoninaren jaitsiera eragiten zuela. Neurotransmisore hori funtsezkoa da garunaren eta gorputzaren funtzionamendurako. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Argitalpenak

Nekane Balluerkak eta Jaume Arnauk Psikologia zientzia gisa: Paradigma eta metodologiako aldaketa nagusiak liburua argitaratu zuten 2001ean. Bertan, psikologia zientifikoaren historia lantzen da, eta bilakaera horretan sortu diren paradigma ezberdinak aurkezten dira. Izan ere, psikologia benetako zientzia ote den eztabaidak bizirik jarraitzen du gaur egun ere, eta eztabaida horri buruzko hausnarketa aurki daiteke liburu honetan. Informazio gehiago Zientzia Kaieran aurki daiteke, ZIO Bildumarekin elkarlanean egindako atalean.

Astronomia

Milaka satelite daude espazioan, eta aditu batzuek elementu horien baimenak zorrotzago erregulatzeko beharraz ohartarazi dute. Izan ere, orbita baxuko sateliteen sekulako igoera aurreikusten da datozen urteetarako. Cinnamon 937 konstelazioak, adibidez, 337.000 satelite jarri nahi ditu orbitan. Hainbeste satelite egoteak hainbat arazo eragin ditzakeela ohartarazi dute adituek; besteak beste, gehiegizko hondakinak sortzea, orbitan talkak gertatzeko arriskua handitzea, edota ikerketa astronomikoak oztopatzea. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Jupiterreko atmosferaren jet edo zurrusta-korronte berri bat topatu dute EHUko Zientzia Planetarioen Taldeko ikertzaileek. James Webb espazio-teleskopioak egindako behaketetatik lortu dute informazioa, eta planeta horretako sistema meteorologikoen hiru dimentsioko ikuspegia lortu dute. Irudi horiei esker ikusi dute Jupiterreko goiko hodeietan haizea 500 km/h-ko abiadurara iristen dela, eta, behekoetan, horren erdira. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian.

Medikuntza

Dorothy M. Horstmann epidemiologo, birologo, pediatra eta hezitzaile estatubatuarra izan zen, eta Yaleko Medikuntza Eskolako lehenengo emakumezko katedraduna izatera iritsi zen. Zientzialari honek milioika haurren heriotza ekidin zuen bere ibilbide profesionalean egindako aurkikuntzengatik. Horstmann frogatu zuen poliobirusa odolaren bidez hedatzen zela gorputzean, eta ez soilik nerbio sisteman, garai hartan pentsatzen zen moduan. Poliobirusak poliomelitis gaixotasuna sortzen du, eta Horstmannen aurkikuntzei esker, haren kontrako txertoa garatzea lortu zen. Kalkulatzen da 1988az geroztik txerto horrek 1,5 milioi haurren heriotza ekidin dituela, bai eta 18 milioi paralisi ere. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran irakur daiteke.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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La difusión del conocimiento de la ciencia se puede hacer a través de diferentes vías. Muchas veces son caminos que van más allá del ámbito académico y uno de ellos puede ser el uso del humor.

Con tiras publicadas en periódicos o revistas, a través de monólogos humorísticos y chistes o, por qué no, cantando coplas se puede hablar sobre ciencia. Todas estas estrategias son útiles y estas experiencias serán tema de conversación en la serie de conferencias Humor y ciencia, ¡vaya par!, organizadas dentro de Bilbo Zientzia Plaza.

Estas charlas suponen, además, la apertura de un nuevo curso del ciclo de conferencias Bidebarrieta Científica, organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la Biblioteca Bidebarrieta.

El 27 de septiembre intervienieron Natalia Ruiz Zelmanovitch, responsable de comunicación del Centro de Astrobiología (CAB), divulgadora y astrocoplera y Kike Amonarriz Gorria, sociolingüista, humorista y presentador de la iniciativa Bertsozientzia. Ofrecieron, respectivamente, las conferencias Cuando la ciencia se pone flamenca y Barrearen indar dibulgatzailea (El poder divulgador de la risa).

Edición realizada por César Tomé López

El artículo ¡Ciencia y humor, vaya par! (y 2) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ikuspuntu militarretik, zure armamentuak potentzia nahikoa izatea etsaiaren defentsak gutxi izatea bezain garrantzitsua da. Gauza bera gertatzen da minbiziarekin. Badirudi leuzemia mota batzuetan faktore baten inhibizioak nabarmen murrizten dituela zelula kantzerigenoen defentsak. Marta Irigoyenek idatzia: Inhibition of Hypoxia-Inducible Factor Alpha (HIF-1α) helps suppress T-ALL drug resistance.

Zenbat ur-izotz mota daudela uste duzu? Bada, ez, 19 dira. Eta aurkitutako azkena oso bero dago. XIX, a new phase of high-density, ultra-hot water ice.

Mikrobioen materia iluna laborategian landu ezin diren mikroorganismoen multzoa da, eta, beraz, ezer gutxi dakigu horri buruz. Multzo horrek elementu bat galdu du. Throwing light on microbial dark matter Ramón Muñoz-Chápuliren eskutik.

Tunel-efektuko mikroskopio baten punta erabiliz, DIPCko ikertzaileek spinak hiru atomoetan manipulatu dituzte gainazal batean, konputazio kuantikoa ikertzeko plataforma berri bat sortzeko. Eta Science aldizkarian argitaratu dute. A new qubit platform, atom by atom.

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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salud

Foto: Patrick Assalé / Unsplash

Animales y humanos compartimos cerca de 300 enfermedades infecciosas y cada año aparecen otras nuevas, la mayoría de ellas zoonosis. Según datos de la Organización Mundial de Sanidad Animal, más del 60 % de las dolencias infecciosas humanas son de origen animal. Este porcentaje aumenta hasta el 75 % si hablamos de enfermedades emergentes.

La pandemia de covid-19 ha sido un impactante ejemplo práctico de cómo un patógeno de origen animal puede desencadenar una crisis global. No existe ninguna razón para pensar que la amenaza de las enfermedades emergentes o reemergentes disminuirá en el futuro, sino todo lo contrario.

A medida que la población humana se expande y el medio ambiente se deteriora, se altera la relación entre personas y animales y se crean nuevas oportunidades de contacto y transmisión de enfermedades. Todo esto pone de manifiesto la importancia de una estrategia de colaboración y comunicación entre todos los sectores que participan en el cuidado de la salud humana, animal y del medio ambiente: One Health, Una Salud o Salud Global.

Son numerosos los retos sanitarios que debemos abordar con una estrategia One Health (para una revisión reciente, el libro de los autores Salud Global: la nueva estrategia frente a la amenaza medioambiental), pero hay tres áreas que merecen especial atención: la gripe aviar, los virus transmitidos por artrópodos y la resistencia a los antibióticos.

La gripe aviar H5N1

Aunque la amenaza de nuevos coronavirus sigue latente, los virus de la gripe siguen siendo candidatos a causar la próxima pandemia. En concreto, preocupa especialmente la cepa H5N. Desde finales de 2020, ha provocado la muerte a millones de aves domésticas en todo el mundo y ha tenido un impacto sin precedentes en la salud de las aves silvestres especialmente en Europa y América. Especies que históricamente no padecían la enfermedad han sufrido mortalidades nunca vistas.

Además, en el último año el virus se ha detectado también en muchos mamíferos silvestres. Muy preocupantes han sido los brotes en granjas peleteras tanto en España (visones) como en Finlandia (visones, zorros árticos, perros mapache) donde se ha confirmado la transmisión del virus entre mamíferos, algo que no se había producido nunca. Recientemente se han descrito brotes en gatos domésticos tanto en Polonia como en Corea del Sur.

Aunque desde 2003 se han identificados pocos casos (menos de 900) de gripe aviar en humanos –la gran mayoría en personas con un contacto muy estrecho con aves–, la letalidad del virus es muy alta, llegando al 50 %. Lo que preocupa es que, en la situación actual en la que el patógeno circula masivamente en aves de todo el mundo (lo que denominamos una panzootía) y cada vez hay más detecciones en mamíferos, existe un riesgo elevado de que el virus se acabe adaptando completamente a ellos y por tanto se acerque cada vez más al ser humano. Esto exige una vigilancia estrecha que englobe a todos los sectores implicados: humanos, animales domésticos y fauna silvestre.

Los virus de la gripe siguen siendo candidatos a causar la próxima pandemia, en concreto la cepa H5N1. Foto: CDC / UnsplashVirus transmitidos por artrópodos

Otra de las grandes amenazas a la que nos enfrentamos son los virus transmitidos por artrópodos (arbovirus, de arthropod-borne viruses). Se conocen cientos de enfermedades infecciosas humanas que son transmitidas por insectos (principalmente mosquitos y garrapatas) y que ponen en riesgo la salud de millones de personas cada año.

Los mosquitos son los vectores de la malaria, el dengue, la fiebre amarilla, el chikungunya, el zika o la fiebre del Nilo Occidental. Por su parte, las garrapatas transmiten virus que causan encefalitis y fiebres hemorrágicas, como Crimea-Congo, o bacterias que provocan enfermedades como el tifus, la fiebre Q, la tularemia o la enfermedad de Lyme.

En las últimas décadas, la distribución geográfica y la frecuencia y magnitud de las epidemias causadas por estos patógenos han aumentado de forma alarmante en todo el mundo. Por ejemplo, este verano, Perú se ha enfrentado al peor brote de dengue de su historia, muy probablemente causado por el aumento de las temperaturas: más de 160 000 casos y cerca de 300 muertos.

En Europa, la transmisión local del virus del dengue se notificó por primera vez en 2010, y desde entonces se han producido casos de infecciones autóctonas en varios países. De forma similar, en los últimos años ha habido brotes autóctonos de chikungunya o zika.

Virus del Nilo. Foto: CDC

Otro arbovirus que está causando brotes importantes en Europa es el virus del Nilo Occidental. Por ejemplo, en España en las últimas semanas se ha detectado este virus en aves (reservorio natural del virus), caballos y mosquitos. También se ha confirmado un caso mortal en una mujer de 84 años en Huelva. Estos ejemplos ponen de manifiesto que pequeñas alteraciones de temperatura y humedad, asociadas al cambio climático, pueden favorecer la distribución geográfica de los insectos vectores y con ellos de los microorganismos que transmiten.

La crisis de la resistencia a los antibióticos

Por último, la proliferación de bacterias resistentes a los antibióticos representa un problema global de primer orden.

Desde que comenzó el uso generalizado de antibióticos, prácticamente todas las bacterias han desarrollado algún tipo de resistencia. Algunas requieren dosis cada vez más elevadas de este fármaco y otras sobreviven a todos los antimicrobianos conocidos.

El uso y abuso de los antibióticos ha hecho que las bacterias resistentes se vayan extendiendo lenta pero inexorablemente tanto en humanos como en animales. En España se ha estimado que más de 35 000 personas mueren por complicaciones relacionadas con infecciones producidas por bacterias resistentes a los antibióticos cada año.

Hay que tener en cuenta que las intervenciones quirúrgicas, desde una sencilla operación a un trasplante o un tratamiento contra el cáncer, requieren el uso de antibióticos para prevenir complicaciones por infecciones secundarias. Si estos dejan de cumplir su función, quizá lleguen a curarnos el cáncer, pero nos podremos morir por una infección causada por una bacteria multirresistente.

Hacia la salud global

En primer lugar, el mapa de ruta apunta a la investigación científica. Es necesario seguir investigando en el desarrollo de sistemas de diagnóstico rápido, en tratamientos específicos contra las nuevas amenazas y no abandonar el impulso en el desarrollo de nuevas vacunas.

En segundo lugar, la cooperación. Los nuevos retos de la salud global son complejos y requieren un trabajo conjunto de distintas disciplinas (médicos, veterinarios, farmacéuticos, biólogos, ambientalistas, expertos en salud pública y prevención…) y distintas entidades públicas y privadas. Para ello sería realmente útil promover plataformas comunes. Como, por ejemplo, una Comisión Interministerial de Coordinación One Health que facilite la colaboración entre los Ministerios implicados (Sanidad, Agricultura, Medio Ambiente).

Y, por último, para estar preparados frente a las nuevas amenazas sanitarias, es fundamental la solidaridad internacional. Cuando hablamos de enfermedades infecciosas no debemos olvidar que “nadie estará seguro hasta que todos lo estemos”.

Nuestra salud es global y todo está conectado: salud humana y animal, medio ambiente, clima, ganadería, agricultura y biodiversidad. Para afrontar de forma exitosa los grandes desafíos a los que nos enfrentamos aplicar una estrategia de Salud Global es urgente e imprescindible.

Sobre los autores: Ignacio López-Goñi, miembro de la SEM (Sociedad Española de Microbiología) y Catedrático de Microbiología, Universidad de Navarra; Elisa Pérez Ramírez, viróloga veterinaria en el Centro de Investigación en Sanidad Animal (CISA), Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA – CSIC) y Gorka Orive, profesor e investigador en el Laboratorio de Farmacia y Tecnología Farmacéutica, UPV/EHU

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

El artículo Salud Global: la nueva estrategia frente a la amenaza medioambiental se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Edurne Gaston

Estatu Batuetako epidemiologo, birologo, pediatra eta hezitzaile hau izan zen Yaleko Medikuntza Eskolako lehenengo emakumezko katedraduna. Poliobirusa odol fluxuaren bidez hedatu eta pertsonen nerbio sistemari iristen dela frogatu zuen. Oso lagungarria izan zen poliomielitisaren aurkako txertoa garatzeko oinarriak finkatzeko, gaixotasun infekzioso hori hilkorra baitzen XX. mendearen lehen erdian. Zenbatesten da polioaren aurkako txertoak 1,5 milioi haurren heriotza ekidin duela eta 18 milioi paralisi ere bai 1988az geroztik, urte horretan abiarazi baitzuen Osasunaren Mundu Erakundeak gaixotasuna errotik kentzeko mundu osorako programa bat.

Dorothy Horstmann 1911ko uztailaren 2an jaio zen Spokanen, Washington (AEB), baina gaztaroaren zatirik handiena San Frantziskon (Kalifornia) igaro zuen. Kaliforniako Unibertsitatean ikasi zuen sendagile izateko, lehenengo Berkeleyn eta ondoren San Frantziskon, 1940an amaitu zuen. Praktikak eta egonaldia San Frantziskoko Ospitale Orokorrean egin zituen eta Karl Friedrich Meyer zientzialariaren hitzaldiak entzuteko aukera izan zuen han, gaixotasun infekziosoen alorreko zientzialaririk prestigiotsuena garai hartan. Horrela sortu zitzaion gaixotasun horiekiko interesa.

1. irudia: Dorothy M. Horstmann, Estatu Batuetako epidemiologo, birologo, pediatra eta hezitzailea. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Dorothyk trebatzen jarraitu nahi izan zuen Vandebilteko Unibertsitate Ospitalean, baina hasieran ezetz esan zioten, Hugh Morgan zuzendariak gizonezkoak bakarrik hartzen zituelako lanerako. Hilabete batzuetara ospitale horretako eskutitz bat iritsi zitzaion Horstmanni, oraindik ere postua interesatzen zitzaion galdetzeko, eta baietz erantzun zien. Dirudienez, Morgan ez zen gogoratzen eskaria atzera botatzeko jatorrizko arrazoiaz, eta harrituta geratu zen atetik sartzen emakumezko bat ikusi zuenean.

1942an Yaleko Medikuntza Eskolan lan egiteko kontratatu zuten Dorothy Horstamnn. Barne medikuntzan espezializatu zen Unibertsitate horretan John R. Paul gainbegirale zuela. Epidemiologia klinikoan aitzindaria zen John R. Paul, bai eta poliomelitisa aztertzeko Yaleko unitatearen sortzaileetako bat ere, herrialdean polioaren epidemia etengabe hazten ari zelako sortua.

Poliomielitisaren buru-hausgarria

Poliomielitisa poliobirusak eragiten du, RNA birus batek; birus hori 1908an identifikatu zuten lehenengoz Karl Landsteiner eta Erwin Popper zientzialari austriarrek. Poliobirusaz kutsatutako pertsonen % 90ak inoiz ez du sintomarik garatu. Sintomak garatzen dituzten gehienek gaixotasun arina izaten dute, aldiz, % 10ak gaixotasunaren formarik larriena garatzen du: paralisi flazido akutua.

Paralisia gertatzen da birusak nerbio sistema zentrala eta neurona motorrak suntsitzen dituenean, muskuluak uzkurtzeko beharrezkoak. Gehienetan nerbio ehuneko kalte horrek aldi bateko paralisia eragiten du, baina kaltea larriagoa izanez gero, pazienteak betirako gal dezake muskulu horien funtzioa. Paralisi iraunkorra sarriago gertatzen da oinak edo arnasketa kontrolatzen duten muskuluetan eta, ondorioz, heriotza eragin dezake.

40ko hamarkadaren hasieran, polioa ikertzen zuten alorreko liderrek uste zuten (New Yorkeko Rockefeller Institutuko Simon Flexnerrek, esaterako) poliobirusak garuna infektatzen zuela, sudur hobietako nerbioak igaro ondoren. Polioaren patogenesia eta transmisioa aztertzeko erabiltzen zen eredu esperimentalagatik uste zuten hori. Flexner eta kideek paralisia zuten tximinoen garuneko ehuneko birus isolatuak erabiltzen zituzten garun barneko inokulazio bidez beste tximino talde batzuk infektatzeko. Poliobirusa soilik bide horren bidez transmitituta, birusaren laborategiko anduia egokitu egin zen eta nerbio ehuna baino ez zuen infektatzen. Hori zela eta, Flexner tximinoak ahoz inokulatzen saiatzen bazen birusaren laborategiko andui harekin, ez zen gaixotasunaren sintomarik garatzen. Flexnerren aurkikuntzen ondorioz, komunitate zientifikoak uste zuen (oker uste arren) poliobirusa nerbio ehunean baino ezin zela erreplikatzen, Horstmannek eta haren kideek uste horri aurka egin zioten arte.

2. irudia: 1943tik 1944ra Horstmann eta gainerako unitatea izan ziren Estatu Batuetan izandako poliomielitisaren bost agerraldi aztertzeko arduradunak. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

1943tik 1944ra Horstmann eta gainerako unitatea izan ziren Estatu Batuetan izandako poliomielitisaren bost agerraldi aztertzeko arduradunak. Banakoetan eta biztanleriaren taldeetan gaixotasuna agertzen lagun zezaketen balizko faktore sorta bat aztertzea erabaki zuten. Horretarako, ur hornikuntzako osasun baldintzak aztertu zituzten, balizko bektoreak izan zitezkeen intsektuak bildu zituzten eta hainbat lagin hartu zizkieten (eztarria eta sudurra, odola eta gorozkiak) pazienteei hainbat egunez. Ordura arte ez zen hain modu konplexuan egin eta ikuspegi berritzailea zen. Informazio horri esker jakingo zuten birusak zenbat denbora irauten zuen faringean eta digestio hodian eta toki bakoitzak zer garrantzi erlatibo zuen infekzioan. Gorotz lagin gehienek positibo eman zuten poliobirusean hainbat astez, aldiz, faringean zuen presentzia iragankorra zen eta gutxitan gertatzen zen. Emaitza horiek, beste zientzialari batzuen aurkikuntzekin batera, adierazi zuten digestio hodia zela, eta ez sudur hobiak, poliomielitisaren patogenesian garrantzia zutenak. Baina birusa –irentsitakoa- digestio hoditik garunera nola igarotzen zen, deszifratu gabe zegoen.

Horstmannen ekarpena polioaren patogeniari

New Havenen 1943an izan zen agerraldian polioa zutela uste zen 111 pazienteren odola jaso zuen Horstmannek Yale New Haven ospitalean. 111 laginetatik bakarrak eman zuen positibo poliobirusean. 9 urteko neskato bat zen, eta neskato horren odola izan zen lehenengo sintoma arinak garatu ondorengo sei orduetan atera zen bakarra. Laginketaren denboran egondako alde horren ondorioz Horstmannek gertuagotik behatu nahi izan zuen birusaz infektatu eta sintomak agertu arteko aldia. Emaitza horiek funtsezko paradigma aldaketa izan ziren poliomielitisaren transmisioa eta patogenesia ulertzeko.

Horstmannek tximino eta txinpantzeetan egin zituen esperimentu zenbait, odol fluxuak polioaren patogenesian zerikusirik ba ote zuen ikertzeko. Hasteko, animaliei ahoz eman zieten poliobirusa, Horstmann eta beste batzuek kutsatzeko bide naturala hori zela erakutsi baitzuten. Ondoren animalia horien odolaren laginak hartu zituzten infektatu ondorengo zazpi egunetan, poliobirusa odolean egon ote zitekeen eta noiz egon zitekeen zehazteko. Poliobirusa odolean agertu zen ingestio ondorengo 4-6 egunetara eta paralisia hasi aurretik aztertutako animalia gehienetan. Emaitzek adierazten zuten aurrez zientzialariek, Horstmann bera barne, askotan zergatik ezin izan zuten birusa detektatu odol fluxuan: luzeegi itxaron zuten. Izan ere, odolaren laginak gaixotasunaren sintomarik larrienak (esaterako, paralisia) agertu ondoren jasotzen ziren. Ordurako poliomielitisaren aurkako berariazko antigorputzak odol fluxuan ibiliak ziren, birusa neutralizatuz; horregatik ezin zen odolean detektatu.

Horstmannek, ordea, pazienteen kontaktuen odolean poliobirusa detektatu zuen; horietako batzuek gaixotasuna garatuko zuten gero eta beste batzuk asintomatikoak izango ziren. Aurkikuntza horrek poliomielitisa ulertzeko funtsezko paradigma aldatu zuen: ordura arte zientzialariek uste zuten poliobirusak nerbioen ehuna infektatzen zuela soilik eta aurkikuntzaren ondorioz gaur egun poliobirusaren transmisioari eta patogeniari buruz dugun eredurako lehenengo urratsa egin zen.

3. irudia: polioaren aurkako txertoa ahoz ematea. (Argazkia: Wellcome images – CC-BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Horstmannen aurkikuntzak poliobirusa geldiaraz zitekeen puntu anatomiko espezifikoak ere adierazi zituen: odola eta digestio hodia. Ondorioz, Dorothy izan zen poliomielitisaren aurkako ahotiko txertoaren sustatzaile nagusia, birusaren infekzioaren bide naturala gertutik imitatuko zuena, eraginkorra izan baitzitekeen odolean eta digestio hodian antigorputzak eragiteko, ondoren infekzioa blokeatu ahal izateko. Txerto hori Albert Sabin birologoak garatu zuen eta 1964an baimendu zen. Osasunaren Mundu Erakundeak gaixotasunak errotik kentzeko mundu osoko programa bat hasi zuen eta oso emaitza onak eman zituen; dena dela, 2019ra arte ez zen erabat deuseztatu munduan.

Pediatra eta hezitzailea

Poliomielitisaren azterketan izandako esperientziaren ondorioz (batez ere paziente gazteei erasotzen die), Horstmannek, bere ibilbide profesionalaren erdi aldera, berez aldatu zuen egiten zuen lanaren ikuspegia eta medikuntza pediatrikoan hasi zen. Ondorioz, haurren gaixotasunak eragiten dituzten beste birus askoren (errubeola, Coxsackievirus eta Echovirus) epidemiologia klinikoan aditu bihurtu zen.

Epidemiologia eta Pediatriako baterako izendapenarekin, Horstmann izan zen Yaleko medikuntza eskolako lehenengo emakume katedraduna 1961ean. Postu hark ematen zion autoritateari esker, gaixotasun infekziosoen irismena zabaltzearen alde egin zuen osasun publikoko alderdiak ere barne hartu arte, eta diagnostikoko mikrobiologia eta birologia gaixotasun infekziosoen praktikan eta irakaskuntzan sartzearen alde egin zuen.

Yalez harago, Dorothy Estatu Batuetako gaixotasun kutsakorren elkarteko presidentea izan zen eta Zientzietako Akademia Nazionaleko kide izendatu zuten 1975an. 1982an erretiratu zen irakasle emeritu gisa.

Dorothy Millicent Horstmann 2001eko urtarrilaren 11n hil zen New Havenen, Connecticut. (AEB), Alzheimerraren konplikazioen ondorioz. 89 urte zituen.

Iturriak:

• Berliner, Robert W. (1982). Scientific essays on infectious diseases in honor of Dorothy M. Horstmann, M.D., Yale J Biol Med. 55(3-4)  161–389
• Carleton, Heather A. (2011). Putting Together the Pieces of Polio: How Dorothy Horstmann Helped Solve the Puzzle. Yale J Biol Med. 84,  83–89
• Dorothy Millicent Horstmann, Wikipedia

Egileaz:

Edurne Gaston Estanga elikagaien zientzia eta teknologiako doktorea da. Gaur egun, zientzia eta teknologiaren ezagutza zabaltzea sustatzen duten erakundeen proiektuak kudeatzen ditu.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2023ko uztailaren 27an: Dorothy M. Horstmann, la científica que ayudó a resolver el rompecabezas de la polio.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Newton (1795) por William Blake. La oposición de Blake a la Ilustración estaba profundamente arraigada y personificada en Newton.  La teoría de la óptica de Newton fue especialmente ofensiva para Blake, quien hacía una clara distinción entre la visión del «ojo vegetativo» y la visión espiritual. La visión deísta de Dios como un creador distante que no desempeñaba ningún papel en los asuntos cotidianos era anatema para Blake, quien afirmaba experimentar regularmente visiones de naturaleza espiritual. Contrapone su «visión cuádruple» de la realidad con la «visión única» de Newton, cuya «religión natural» (materialismo científico) consideraba estéril.

¿Acaso no vuelan todos los encantos
Al mero toque de la fría filosofía?
Una vez hubo en el cielo un arcoíris tremendo;
Conocemos su trama, su textura; está indicada
En el insulso catálogo de las cosas comunes.
La filosofía cercenará las alas de un Ángel,
Conquistará todos los misterios con la regla y la línea,
Vaciará el aire de fantasmas, y la mina de gnomos,
Destejerá un arcoíris, como antes hizo
que la tierna Lamia se fundiera en sombra.

John Keats, “Lamia”, 18201

Estos son, probablemente, algunos de los versos más famosos que se han escrito sobre ciencia, y por desgracia no dan una valoración demasiado positiva. Fueron escritos por John Keats en 1819. Se trata de una digresión en un largo poema que cuenta cómo Hermes libera a Lamia y la transforma en una hermosa mujer. En su banquete de bodas, Lamia es descubierta por el filósofo Apolonio, el hechizo se rompe y ella regresa a su forma original de serpiente. En este fragmento, sin embargo, la cosa no va sobre mitología. Keats se detiene para criticar de manera no tan velada la teoría óptica de Newton, a quien culpaba de haber “destruido la poesía del arco iris, reduciéndola a los colores de un prisma”2. Debía de tenerle bastante tierra al físico inglés porque también se cuenta que, durante una cena navideña y en compañía de otros escritores y amigos, propuso un brindis3 “¡a la salud de Newton y confusión a las matemáticas!”.

Desgraciadamente, no era el único en pensar de forma parecida. La todavía reciente revolución científica había cambiado la forma en que la gente pensaba sobre el mundo y buscaba conocimiento, y muchos pensadores románticos culpaban a la ciencia, simbolizada por el estudio de la óptica de Newton, de destruir la magia del mundo natural.

No era una crítica unánime, ni falta de matices, por supuesto. Algunos poetas elogiaron a la ciencia. Y algunos científicos del siglo XIX, como Alexander von Humbold, se convirtieron en verdaderos símbolos de su época. El célebre naturalista prusiano fue íntimo amigo de Goethe y se codeó con los artistas más célebres de su tiempo. Sus libros de viajes, su imaginación y su manera holística y multidisciplinar de entender la naturaleza resonaron profundamente con los valores estéticos del Romanticismo4.

Pero es cierto que las ideas de otros científicos, sobre todo en ciertas ramas de la física y las matemáticas, no gozaron de tanta popularidad. En general, los Románticos rechazaban el énfasis en la racionalidad pura que había traído consigo la Ilustración. Acusaba a la ciencia de reduccionismo, de querer explicar el mundo como una suma de átomos, de presentar la naturaleza como un autómata frío y manipulable, sin tener en cuenta las emociones humanas. La ciencia, bajo el legado estético de Newton, era para ellos una máquina apisonadora y sin alma. Los científicos, escribas miopes incapaces de ver más allá de su especialidad, les parecían estatuas de cemento, sin imaginación ni sentimientos, que buscaban maquinalmente la verdad.

En fin, está claro que Romanticismo tuvo sus más y sus menos5. Probablemente, la opinión de unos cuantos poetas de hace doscientos años no tendría la menor importancia, si no fuera porque gran parte de los valores estéticos que compartimos en la actualidad, provienen precisamente de esa época. La forma en la que pensamos y valoramos el Arte se forjó precisamente en el Romanticismo6. Muchas de las ideas que compartimos sobre la ciencia, y la imagen popular de cómo son los científicos, también.

Fueron, en parte, poemas como el de John Keats los que nos contaron que la Física y las Matemáticas son disciplinas frías, ajenas a lo estético, vacías de emoción o imaginación. Personalmente, pasé por la adolescencia convencida de que no había en el mundo nada más gris, mecánico y poco creativo que mover números de ecuación en ecuación. Probablemente, el método de aprendizaje tampoco ayudó, está claro. Pero más allá de eso, sospecho que el estereotipo de científico, tal como nos lo pintaron los poetas del Romanticismo, tuvo mucho que ver con mi decisión: al terminar bachillerato de ciencias, decidí matricularme en Bellas Artes. Años más tarde, y mientras estudiaba Física, me sorprendió descubrir que en esa facultad los profesores exclamaban «¡qué bonito!» con mucha más frecuencia y alegría que en mi primera carrera.

Es una anécdota que suelo contar en mis charlas de divulgación, porque siempre despierta risas y sorpresa entre los asistentes. ¿Qué tendrá que ver la Física con lo “bonito”? ¡Nunca nadie pintó un cuadro al óleo con una ecuación! De nuevo, es el relato Romántico el que habla. Y ese relato contrasta con los cientos de textos, citas y charlas, en que estos científicos han hablado de su interés por la belleza, de la emoción que sienten al descubrir las matemáticas que describen el mundo.

En cualquier caso, y para cerrar la anotación, me gustaría lanzar una pregunta. Más allá de esta anotación, o de la simpatía que cada cual le tenga al Romanticismo: ¿tú cómo lo sientes?, ¿crees que Newton le robó su magia al arcoíris? Saber que los colores que ves en el cielo son trocitos de la luz del Sol, a ti, lector, ¿te emociona más, o te emociona menos?

Notas y referencias:

1John Keats, Lamia en Projecto Gutenberg

2Gigante, Denise (May 2002). «The Monster in the Rainbow: Keats and the Science of Life». PMLA. 117 (3): 433–448. doi:10.1632/003081202X60396. ISSN 0030-8129.

3Nina Martyris (2015). “Does Science Diminish Wonder or Augment It?”. Nautilus

4Sobre este tema, recomiendo leer “The Invention of Nature” de Andrea Wulf

5A veces, me enfado mucho con el Romanticismo. Pero luego escucho a Tchaikovsky y se me pasa.

6Argumentaría que, a menudo, la polémica que suscitan ciertas obras de Arte Contemporáneo (léase, arte académico contemporáneo), está causada por un conflicto entre los valores estéticos populares —esencialmente románticos— y los valores estéticos de la academia. Pero esto daría para otro post.

Para saber más:

La ciencia romántica
¿Qué le debemos a la ciencia del Romanticismo?
Naturaleza, ciencia y cultura en el bicentenario de Henry David Thoreau

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

El artículo El Romanticismo contra Newton se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Zientifiko hitza psikologian dauden hitzik eztabaidatuenetakoa izan da eta izaten jarraitzen du. Nekane Balluerka eta Jaume Arnauren Psikologia zientzia gisa: Paradigma eta metodologiako aldaketa nagusiak (2001) liburuak psikologia zientifikoaren historiaz dihardu, psikologia ezagutza zientifikoaren arauak jarraitzen dituen zientzia esperimental gisa ulerturik. Thomas Kuhn fisikari eta filosofoaren paradigma ideiatik abiatuz, autoreek psikologia zientifikoaren garapen historikoa aztertzen dute, sortu zenetik gaur egun arte. Diziplina honen bilakaeran parte hartu duten ikuspegi metateoriko eta metodologikoak, edo hitz batean, paradigma ezberdinak aurkezten dira bertan.

Irudia: Psikologia zientzia gisa: Paradigma eta metodologiako aldaketa nagusiak liburuaren azala. (Iturria: Erein argitaletxea)

Psikologiak benetako zientzia izateko ahaleginean bizi izan dituen gertaera nagusien ikuspegi orokorra eskaintzea da lan honen helburua. Bilakaera historiko horren haritik, autoreek psikologiaz duten ikuspegi berezia eta psikologia zientzien artean sartzeari dagokion eztabaidari buruzko hausnarketa aurki dezake irakurleak.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Psikologia zientzia gisa: Paradigma eta metodologiako aldaketa nagusiak
• Egileak: Nekane Balluerka Lasa eta Jaume Arnau i Gras
• Itzultzailea: Garbiñe Ortiz Anzola
• ISBN: 978-84-7568-982-1
• Hizkuntza: Euskara
• Urtea: 2001
• Orrialdeak: 128 or.

Iturria:

Erein argitaletxea: Psikologia zientzia gisa: Paradigma eta metodologiako aldaketa nagusiak

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Cuando escribes un libro una de las tareas necesarias en su desarrollo es la elección del material que tiene que estar incluido necesariamente en el libro y el que debes dejar fuera, aunque te parezca muy interesante. En mi último libro, titulado Las matemáticas como herramienta de creación artística, también me ha tocado dejar fuera muchos materiales muy interesantes. Por ejemplo, en el capítulo titulado Topología: la banda de Moebius, mi idea original era haber incluido obras de arte relacionadas tanto con la banda de Moebius, que son muchas (algunos ejemplos los hemos comentado en las entradas del Cuaderno de Cultura Científica Arte Moebius (I) y Arte Moebius (II), así como en el mencionado libro), como con otras tres superficies relacionadas, que son el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real.

Fotografía de la escultura Doce círculos concéntricos (Girando Moebius), de 1957, de la artista venezolana, nacida en Alemania y de origen judío, Gego (Gertrud Goldschmidt)

Esta serie de entradas del Cuaderno de Cultura Científica vamos a hablar de estas tres superficies, el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real, y de cómo algunos artistas las han representado en sus obras.

La banda de Moebius

Empecemos recordando qué es una banda de Moebius, que es uno de los objetos más curiosos de la topología puesto que es una superficie con una sola cara y un solo borde.

Dada una tira de papel rectangular ABCD (véase la siguiente imagen), si se pegan los extremos (AB con DC) se obtendrá una banda normal, que es una superficie con dos caras –interior y exterior- y dos bordes –arriba y abajo-. Vamos, lo que podemos considerar normal en una superficie, que tenga dos caras (aunque rompiendo esa intuición, ya en la entrada La hoja de papel con cuatro caras, una propuesta de taller mostrábamos cómo construir una mágica “hoja de papel” con cuatro caras).

Una banda normal, con dos caras (exterior e interior) y dos bordes (superior e inferior), construida a partir de una tira de papel alargada ABCD, juntando AB con DC

 

Sin embargo, si primero giramos uno de los extremos del papel media vuelta y después los juntamos (ahora AB se “pega” con CD) se obtiene una banda retorcida, que tiene una sola cara (si se intenta pintar de forma continua la nueva superficie solamente se podrá utilizar un color, mientras que a la anterior se le pueden aplicar dos colores distintos, uno para el interior y otro para el exterior) y un solo borde (que también se puede perfilar de forma continua). Esta es la conocida como superficie de Moebius, que fue descubierta (dentro de las matemáticas), de forma independiente, por los matemáticos alemanes Johann Benedict Listing (1808-1882) y August Ferdinand Moebius (1790-1868).

Una banda de Moebius, con una sola cara y un solo borde, construida a partir de una tira de papel alargada ABCD, juntando AB con DC

 

¿Qué ocurre si en lugar de girar uno de los extremos del papel media vuelta se gira una vuelta entera y después se juntan ambos extremos (de nuevo, AB con DC)? Lo que ocurre es que ahora se obtiene una banda retorcida que tiene, de nuevo, dos caras y dos bordes, como podéis comprobar fácilmente simplemente utilizando una tira rectangular alargada de papel.

La banda de Moebius es una superficie con curiosas propiedades y aplicaciones, algunas de ellas se pueden leer en las entradas del Cuaderno de Cultura Científica ya mencionadas o en otras entradas como En busca de la banda de Moebius más corta posible o Dibujando grafos sobre la banda de Moebius, o también en los libros La banda de Moebius, de Clifford Pickover, Experiments in Topology, de Stephen Barr o Festival mágico-matemático, de Martin Gardner. En particular, existen muchos experimentos que consisten en cortar tiras de papel, como los clásicos en los que se corta la banda de Moebius de papel longitudinalmente por la mitad o por un tercio de la anchura, con resultados asombrosos, o algunos algo menos conocidos como el de cómo construir dos corazones entrelazados o un cuadrado, partiendo de dos cintas de Moebius pegadas, o cómo construir un slip de Moebius, que pueden verse como actividades del libro Las matemáticas como herramienta de creación artística.

Página del libro Houdini’s Paper Magic (1922), del ilusionista y escapista austrohúngaro nacionalizado estadounidense Harry Houdini, en la que aparecen bandas de papel, normales, de Moebius o normales retorcidas, que cortadas longitudinalmente dan lugar a diferentes situaciones que son utilizadas en la magia.

Para finalizar este apartado, mencionaremos que, aunque la superficie de Moebius fue descubierta dentro de las matemáticas en el siglo xix, esta ya era conocida con anterioridad. La banda de una sola cara se encuentra, por ejemplo, en motivos decorativos antiguos, como algunos mosaicos romanos (alrededor del año 200), como se menciona en el artículo The Möbius band in Roman mosaics (Scientific American 61, 1973) de L. L. Larison, o en el artículo Möbius strips before Möbius: Topological hints in ancient representations (The Mathematical Intelligencer 38, 2016), de J. H. E. Cartwright y D. L. González.

Parte central de un mosaico, de la villa romana de Sentinum, situada al lado de la ciudad moderna de Sassoferrato (Italia), aprox. 200 – 250 a.n.e. En el mismo, nos encontramos a Eón, dios romano del tiempo eterno y la prosperidad, sujetando una banda de Moebius -que simboliza el infinito, ya que podemos recorrerlo sin fin, como las hormigas del grabado del artista neerlandés M. C. Escher- con los signos zodiacales

 

La superficie del toro

A partir de la definición de las bandas normal (que topológicamente es un cilindro) y de Moebius se pueden definir nuevas superficies que también tendrán una o dos caras, pero que no tendrán bordes. Si volvemos a un rectángulo ABCD, sabemos que pegando los lados AB con DC se obtiene un cilindro, pero en función de cómo se junten los otros dos lados generaremos dos nuevas e interesantes superficies. Si lo hacen de forma directa (AD con BC, como indican las flechas de la siguiente imagen) se obtiene una superficie cerrada -es decir, que no tiene bordes- con dos caras, que tiene forma de rosquilla o flotador, conocida en matemáticas como toro (que no tiene nada que ver con el animal, sino que el término toro, para designar la superficie, viene de la palabra latina “torus”, que tiene un significado de “bulto, protuberancia o nudo”).

Construcción de la superficie del toro

 

El toro, tanto geométrico, es decir, la superficie del flotador, que es la superficie de revolución de un círculo alrededor de una recta exterior, como topológico (véase la entrada La topología modifica la trayectoria de los peces para leer más sobre el concepto de topología), esto es, deformaciones “topológicas” (manteniendo cierta continuidad) del toro geométrico, también ha sido utilizado en el arte contemporáneo. A continuación, mostraremos algunos ejemplos.

El toro en la obra artística de Keizo Ushio

En la entrada Arte Moebius (II), ya mostrábamos un hermoso ejemplo de escultura que es un toro con una banda de Moebius dentro, es la escultura Moebius en el espacio (2005), del escultor japonés Keizo Ushio (Fukusaki, Prefectura de Hyogo, 1951), un artista con una obra escultórica muy geométrica. En Moebius en el espacio (véase la imagen más adelante), como en algunas otras obras similares, se representa el “espacio exterior” de la superficie de Moebius, mientras que esta no es más que el “espacio vacío”. El problema plástico de esta idea es hacer visible ese espacio vacío en la escultura. Para ello, Ushio trabaja con el toro sólido (realizado en granito), que va a jugar el papel de “espacio exterior” y después perfora una serie de diámetros que van girando, desde un primer diámetro vertical, de manera que al llegar al punto de partida han dado media vuelta, 180 grados, que de nuevo es el diámetro vertical. Ese espacio vacío dentro del toro tiene, por tanto, la forma de la banda de Moebius.

Ilustración de la banda de Moebius dentro del toro, como unión de diámetros del mismo, que van desde el inicial vertical -que se ve enfrente en la imagen- dando media vuelta, un giro de 180 grados, dentro del toro. Imagen generada por Josu Arroyo (UPV/EHU)

 

Ilustración del exterior del toro en el que se han perforado los diámetros construyendo una banda de Moebius vacía dentro del toro. Imagen generada por Josu Arroyo (UPV/EHU)

 

Esta construcción artística le ha llevado al artista japonés Keizo Ushio a crear hermosas esculturas como la mencionada Moebius en el espacio (2005). En la misma, para destacar aún más la banda de Moebius ausente, ha pintado de naranja la zona del toro que estaría en contacto directo con ella, como se ve en la siguiente fotografía. Una impactante escultura.

Escultura Moebius en el espacio (Granito, 2005), del escultor japonés Keizo Ushio

Como la banda de Moebius tiene una sola cara, el espacio exterior a la misma, que es el toro sólido de granito en la escultura, es único también, luego al perforar la banda de Moebius en el toro, este sigue siendo de una sola pieza, que se corresponde con esa única cara de la “banda de Moebius vacía”. Esto no ocurre si se perforara en el toro una banda con dos caras, como vamos a mostrar a continuación.

Conocí al escultor Keizo Ushio en el International Congress of Mathematicians que organizamos en Madrid en agosto de 2006, cuando le invitamos a realizar una escultura en vivo en el exterior del Palacio Municipal de Congresos de Madrid. Fue una experiencia increíble, que disfrutaron todas las personas que pasaron por allí esos días. La escultura que realizó entonces fue Oushi-Zokei ICM Madrid 2006 (véase la siguiente imagen), que en la actualidad se encuentra en el exterior del ICMAT (Instituto de Ciencias Matemáticas, del CSIC), de Madrid. En esta escultura, en lugar de perforar los diámetros del toro girando media vuelta, lo hizo girando una vuelta entera, por lo tanto, obteniendo una banda normal retorcida en su interior (con dos caras como se ha explicado más arriba). Como el espacio vacío dentro del toro sólido (granito) es una banda con dos caras, entonces la escultura se separa en dos partes, cada una se corresponde con una cara.

Escultura Oushi-Zokei ICM Madrid 2006 (Granito, 2006), del escultor japonés Keizo UshioEl toro en la obra artística de Richard Serra

El toro es una superficie con interesantes propiedades que se estudian tanto en geometría, como en topología. Yo enseño esta superficie en la asignatura “Curvas y superficies” del grado de matemáticas, en particular, cuando explico la curvatura de una superficie. El tema de la curvatura de una superficie no es un tema sencillo para tratar en esta entrada, puesto que hay diferentes tipos de curvatura asociados al estudio de las superficies –curvaturas normales, curvaturas principales, curvatura de Gauss y curvatura media- y es necesario conocer algunas herramientas de geometría diferencial para entenderlo, aunque para hablar de las esculturas de Richard Serra nos bastará con explicar el significado del signo de la conocida como curvatura de Gauss (que es una curvatura intrínseca de la superficie).

La curvatura de Gauss es un concepto local, es decir, cambia de unos puntos a otros de la superficie, pero para explicar el significado del signo de esta curvatura vamos a considerar superficies con curvatura constante, es decir, con la misma curvatura en todos sus puntos: el plano o el cilindro (este lo podemos ver como un trozo rectangular de plano en el que pegamos dos lados opuestos), que tiene curvatura cero, la esfera, que tiene curvatura positiva, y el hiperboloide de una hoja, que tiene curvatura negativa, cuyo significado explicaremos a continuación. Primero una imagen de estas tres superficies.

Tres superficies de curvatura de Gauss constante, realizadas con el programa Mathematica. De atrás hacia delante: la esfera, el cilindro y el hiperboloide de una hoja

 

El plano tiene curvatura de Gauss cero, ya que no se curva de ninguna de las formas, y también el cilindro (esta superficie nos puede despistar ya que aparentemente sí tiene curvatura, pero la curvatura que tiene es la curvatura extrínseca –la llamada curvatura media-, que es no nula, pero la intrínseca, la curvatura de Gauss es cero, ya que el cilindro es como un trozo rectangular de plano en el que pegamos dos lados opuestos).

La esfera tiene curvatura de Gauss positiva, lo cual implica que, si tomamos el plano tangente a la esfera en cualquier punto, la esfera queda entera a un lado del plano tangente, como se muestra en la siguiente imagen. Otra forma de verlo –que nos ayudará a entender las esculturas de Richard Serra- es que, si tenemos una esfera gigante y colocamos nuestra cara en un punto de la misma, por ejemplo, en el exterior de la superficie, entonces la esfera se aleja de nosotros en todas las direcciones, es decir, la esfera es convexa en todas las direcciones (si nuestra cara está en el interior de la esfera entonces la esfera nos envuelve en todas las direcciones, esto es, la esfera es cóncava en todas las direcciones).

Esfera con plano tangente en uno de sus puntos

 

El hiperboloide de una hoja tiene curvatura de Gauss negativa, lo cual implica que, si tomamos el plano tangente al hiperboloide en cualquier punto, este corta al hiperboloide y la superficie tendrá partes a ambos lados del plano tangente, como se muestra en la siguiente imagen. Al igual que para la esfera, otra forma de verlo es que, si tenemos un hiperboloide gigante y colocamos nuestra cara en un punto del mismo, entonces el hiperboloide se aleja en algunas direcciones (será convexo en ellas), mientras que en otras direcciones nos envuelve (es cóncava en las mismas).

Hiperboloide de una hoja con plano tangente en uno de sus puntos

 

¿Qué ocurre para el toro (geométrico)? Esta superficie tiene puntos con curvatura de Gauss positiva (los del exterior) y puntos con curvatura de Gauss negativa (los del interior), con puntos de curvatura nula en las circunferencias que separan el interior y el exterior, como se muestra en la imagen.

El toro (geométrico) tiene puntos con curvatura de Gauus positiva, los del exterior (verde en la imagen), y puntos con curvatura de Gauss negativa, los del interior (marrón en la imagen)

 

Ya estamos en condiciones de entender la importancia de la curvatura de Gauss en algunas de las esculturas del escultor minimalista estadounidense Richard Serra (San Francisco, California, 1938), como New Union / Nueva unión (2003), que durante muchos años pudimos disfrutar en el exterior del Museo de Bellas Artes de Bilbao, o Between the Torus and the Sphere / Entre el toro y la esfera (2003-2005) y Blind Spot Reversed / Punto ciego invertido (2003-2005), que podemos ver en el Museo Guggenheim de Bilbao.

Between the Torus and the Sphere / Entre el toro y la esfera (2003-2005), del escultor estadounidense Richard Serra, en el Museo Guggenheim de Bilbao

Richard Serra contrapone, en estas esculturas, dos trozos de superficies con distinto signo de la curvatura de Gauss, positivo (esfera) y negativo (interior del toro). Las tres esculturas están formadas por planchas alargadas que son trozos de esfera (curvatura positiva) y planchas alargadas que son trozos de la parte interior del toro (curvatura negativa). Y lo interesantes de ellas es que la curvatura no solo se puede percibir visualmente desde lejos, sino que cuando caminamos entre las planchas de esculturas como Entre el toro y la esfera podemos percibir la curvatura interaccionando con nosotros. Yo suelo recomendar a mis estudiantes, o a las personas a las que les explico esta obra, que se coloquen frente a una plancha esférica, con la nariz tocando la plancha y se den cuenta de que el acero de la misma se aleja (o nos envuelve si estamos en la parte interior de la esfera) en todas las direcciones, lo que ocurre por ser de curvatura positiva. Y que después pasen a una plancha tórica, de nuevo con la nariz tocando el acero y se den cuenta de que en unas direcciones la superficie se aleja de nosotros y en otras nos envuelve, debido a que esa zona del toro tiene curvatura negativa.

El toro anudado

Realmente hay muchos artistas que han realizado esculturas con la forma de un toro geométrico. Pongamos un par de ejemplos más. Uno es el artista británico Jack Eagan y su serie de esculturas Eroded torus / Toro erosionado, dos de las cuales, realizadas en bronce, se muestran en las siguientes imágenes.

Eroded torus / Toro erosionado, del escultor británico Jack EaganEroded torus / Toro erosionado, del escultor británico Jack Eagan

Y el otro ejemplo es el artista británico John Robinson (1935-2007) y su escultura Bonds of Friendship / Lazos de amistad (1980), en la que se representan dos toros entrelazados.

Bonds of Friendship / Lazos de amistad (1980), del escultor británico John Robinson

Pero me gustaría terminar esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica con una serie de esculturas más topológicas que tienen al toro como su principal protagonista, y que nos relacionan al toro topológico con la teoría de nudos, que es otra parte muy interesante de la topología (para leer sobre la teoría de nudos os recomiendo las entradas La topología modifica la trayectoria de los peces, La artista Anni Albers, The Walking Dead y la teoría de nudos y Del nudo gordiano al nudo de los enamorados, por territorio matemático).

En matemáticas, un nudo es una curva cerrada en el espacio y la teoría de nudos estudia cuántos nudos distintos, es decir, topológicamente diferentes, existen, así como propiedades topológicas de los mismos. Algunos escultores realizan esculturas de toros anudados, es decir, tienen la forma de nudos, por ejemplo, como el nudo de trébol, pero desde el punto de vista de la topología “son” un toro. Es como si partiéramos de un cilindro, realizáramos un nudo y luego pegáramos los extremos, transformándolo en un toro anudado.

Mostremos dos ejemplos de esculturas de toros anudados. La primera es de la escultora estadounidense E. Calder Powel, que primero estudió matemáticas, que se nota en su trabajo artístico, y después estudió arte. La escultura Nudo de trébol, que se muestra en la siguiente imagen, es un toro anudado con la forma del nudo de trébol.

Escultura Nudo de trébol, de la escultora estadounidense E. Calder Powel

Y terminamos con una escultura que tuve la suerte de ver este verano, cuando fui a visitar la torre del arquitecto Frank Gehry que alberga el centro cultural Luma, en Arlés (Francia). Se trata de un nudo tórico rosa muy llamativo, la escultura Krauses Gekröse (2011), del escultor austriaco Franz West (1947-2012), que vemos en la siguiente imagen. El nudo implicado en esta obra es la unión (en topología “suma conexa”) de dos nudos de trébol, lo que se conoce como nudo de rizo.

Escultura Krauses Gekröse (2011), del escultor austriaco Franz West, que se encuentra en el exterior del edificio de la Funbdacion LUMA (Arlés, Francia). Fotografía de Marian Espinosa

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, Las matemáticas como herramienta de creación artística, colección Miradas matemáticas, Catarata, 2023.

2.- Clifford A. Pickover, La banda de Möbius, Almuzara, 2009.

3.- Martin Gardner, Festival mágico-matemático, Alianza editorial, 1984.

4.- Stephen Barr, Experiments in Topology, Dover, 1989.

5.- Martin Gardner, The Sixth Scientific American Book of Mathematical Puzzles and Diversions, Simon & Schuster, 1971.

6.- Página web del escultor Keizo Ushio

7.- Richard Serra, La materia del tiempo / Denboraren materia, Museo Guggenheim Bilbao, 2006.

8.- Página web de Jack Eagan

9.- Bradshaw Foundation: Symbolic Sculpture. The collected Works of John Robinson

10. Página de la escultora E. Calder Powel

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 toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (I) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Esther Samper

Negozio nitxo berriak sortzeko estrategia nagusietako bat kontsumitzaileei beharra sortzea da; lehen ez zuten behar bat sortzen zaie, produktu berriak erosi behar dituztela konbentzitzeko. Aire frijigailuak, kapsuletako kafea edo robot xurgagailuak dira horren adibide. Baina higienearen eta osasunaren alorrean metodo hori etikarik gabea izan daiteke, kontsumitzaileei iruzur egiten baitie eta arazo bat dutela pentsarazi, arazorik ez dagoen arren, «irtenbide» egokia saltzeko (egiaz ezer gutxi edo ezer ere konpontzen ez duen irtenbidea). Zentzu horretan, osagarri dietetikoen salmenta gehienak merkadotekniaren iruzurrezko forma horren bidez egiten dira, biztanleriari okerreko usteak sortarazi eta gero.

Higienearen munduan mendebaldeko gizarteetako emakumeetan funtsezko ideia bat sartu nahian ari dira buru belarri hamaika enpresa. «Zure bagina zikina daukazu eta usain txarra du garbitzen ez baduzu». Mezu hau igortzen duten enpresen asmoa bagina «garbitzeko» dituzten produktuen salmenta areagotzea da: irrigatzekoak, gelak, soluzioak, toallatxoak, kremak, xaboiak, lurrinak… Baina publizitate estrategia hau iruzurtia izateaz gain, emakumeen gorputzaren zati bat deabrutzen du eta emakume batzuei segurtasun eza eragin diezaieke, beren zona intimoetako egoera higienikoaz.

Irudia: bagina garbitzeko produktuak beharrezkoak ez izateaz gain, kalterako dira baginaren anatomia eta fisiologia kontuan badugu. (Argazkia: Karolina Grabowska – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pexels.com)

Kanadan psikologo talde batek urteak daramatza fenomeno honi arreta berezia eskaintzen, herrialde askotan aintzat hartzen ez den arren. Emakumeei egindako inkesten ondorio hauek dituzte: «Gure partaide askorentzat garbitasun eta freskotasun sentsazioa lortzea behar fisiko subjektiboa zen. Garbitasun eta freskotasun hori beharrezkoak ziren partaideentzat, eta ondorio sozialak hautematen zituzten baginan usaia eta fluxua izateagatik, besteak beste estigmatizazioa. Garbitasunari eta freskotasunari buruzko ideiek bagina garbitzeko produktuak erabiltzean eragina izateaz gain, mezu sozial hedatuagoak ere islatzen zituzten; hau da, emakumeen garbitasun genitala zerbait zikina dela, ihesak daudela eta lotsagarria dela. Baginaren higienerako produktuen marketinean garbitasuna eta freskotasuna terminoen erabilera orokorra enpresen mesederako da, genital femeninoei buruzko mezu negatibo horiek nazioartean emakumeetara hedatzean aberastu egiten baitira».

Bagina garbitzeko alferrikako produktuak

Bagina garbitzeko produktuak beharrezkoak ez izateaz gain, kalterako dira baginaren anatomia eta fisiologia kontuan badugu. Emakumearen zona intimo horrek bere mikrobiota du («flora» esate zaion arren, gaizki esanda dago) eta Lactobacillus generoko hainbat bakterio ditu nagusiki. Mikroorganismo horiek azido laktikoa sortzen dute, horrek giro apur bat azidoa eragiten du baginan, eta bakterio eta onddo patogeno gehiegi ez sortzetik babesten du hainbat mekanismoren bidez. Gainera, laktobaziloen espezie batzuek ur oxigenatua ere sortzen dute, eta hori ere mesedegarria da mikroorganismo kaltegarriak arrastoan sartuta izateko.

Laktobaziloen ondorioz, baginak usain apur bat izaten du, nahiko esanguratsua (apur bat hartzitutako esnearena) eta usaina aldatu egiten da menstruazioarekin, baina horrek ez du esan nahi higiene arazorik edo arazo medikorik denik. Gainera, baginak garbitzeko bere mekanismoa du, baginako fluxua, eta horren bidez kanporatzen dira gainerako zelulak eta mikroorganismoak, zona hori heze mantentzen du eta infekzioak saihesten laguntzen du.

Zenbaitetan baginako usaina aldatzeak zerbait ez dagoela ondo esan nahi dezake. Adibidez, arrain ustelaren usaina badu eta bagina fluxuan aldaketak badaude, hazkura eta erremina izateaz gain, baginako infekzioa izan daiteke eta medikuarengana joan behar da.

Bagina «garbitzearen» arriskuak

Baginako dutxak edo irrigazioak sarri eginez gero eta emakume osasuntsuen bagina «garbitzeko» beste produktu batzuk sarri erabiliz gero, ez dagoen arazo bat tratatzen ari gara, normala baita zona horrek usain apur bat izatea. Gainera, baginaren mikrobiota normala aldatu dezakete (laktobaziloak suntsitzean edo kanpoko mikroorganismoak baginaren barrura eramatean), eta, era berean, baginaren pH-a eta lubrifikazioa ere aldatu dezakete. Bestalde, emakumeen aparatu genitaleko zona horretako baldintza normalak aldatuz gero, lehortasuna eta onddo eta bakterioen ondorioz infekzio urogenitala agertzeko arriskua areagotzen da, eta horrek sexu transmisioko gaixotasunak eta pelbiseko gaixotasun inflamatorioa izateko arrisku handiagoa dakar. Are gehiago, produktu horien osagai batzuek (lurrinek, esaterako) bagina narritatu dezakete, bereziki sentikorra delako produktu horiekiko.

Kanadan baginako osasunari eta praktika higienikoei buruz egindako inkesta baten emaitzak argitaratu ziren 2018an eta inkesta horren arabera, emakumeen % 95k gutxienez produktu bat erabiltzen zuen baginarako edo inguruetarako. Ikertzaileek ikusi zutenaren arabera, gel desinfektatzaileak erabiltzen zituztenek onddo bidezko baginako infekzioa izateko 8 aldiz arrisku handiagoa zuten eta bakterio bidezko infekzioa izateko ia 20 aldiz handiagoa. Bagina dutxak edo zona horretan toallatxoak erabiltzea, besteak beste, infekzioak izateko arriskua nabarmen hazten zuten. Inkesta horrek ez ditu zergatiak eta ondorioak ezartzen, baina baginako higienerako produktua erabiltzea onuragarria izatetik urrun dagoela ondorioztatzen du.

Baginak ez bezala, bulbak bai behar duela higienea, baina gehiegizkoa ere ez: ura eta dutxako gel apur bat nahikoa dira zona hori garbi izateko. Gel intimoak gomendagarriak izan daitezke zona hori garbitzeko, baina inoiz ere ez lirateke erabili behar bagina barruan.

Egileaz:

Esther Samper (@Shora) medikua da, Ehunen Ingeniaritza Kardiobaskularrean doktorea eta zientzia-dibulgatzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko ekainaren 19an: El mito de la vagina sucia que necesita limpieza.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Foto: Jonathan Larson / Unsplash

Un equipo de investigación ha descrito el mecanismo físico detrás de los patrones geométricos que forman las cianobacterias, una de las formas de vida más antiguas y abundantes de la Tierra, y que ha jugado un papel fundamental en la evolución de nuestro planeta.

Las antiguas cianobacterias fueron la primera forma de vida en desarrollar la fotosíntesis y fueron las responsables de inyectar oxígeno a la atmósfera de la Tierra, sentando así las bases para el surgimiento de las complejas formas de vida que conocemos hoy. Las cianobacterias actuales siguen desempeñando un papel clave en el mantenimiento de la composición de la atmósfera y los océanos actuales.

Una estructura reticular formada por cianobacterias. Fuente: Nottingham Trent University

Para sobrevivir muchas especies de cianobacterias crecen formando largas cadenas de células que cubren superficies y se entrelazan formando grandes redes de filamentos estrechamente agrupados durante horas o días. Sin embargo, hasta ahora, el origen de estos patrones reticulados había desconcertado a los científicos.

Utilizando técnicas avanzadas de microscopía, simulaciones y modelos teóricos, los investigadores han descubierto cómo las interacciones entre los filamentos de las cianobacterias hacen que se agrupen y construyan estructuras. Cuando las cianobacterias están presentes en una densidad suficientemente alta comienzan a organizarse en su patrón reticulado, y ello como resultado de unas pocas reglas simples.

Las cianobacterias como espaguetis activos

A medida que las bacterias se mueven, chocan entre sí. En la mayoría de los casos, los filamentos pasan uno por encima o por debajo del otro, evitando el choque. Pero ocasionalmente se mantienen en el mismo plano, girando para moverse en paralelo durante un tiempo, hasta que uno se separa. Estas interacciones conducen a la formación de haces de filamentos alineados que hacen que las colonias más densas se organicen formando redes extensas. Los investigadores se refieren a este comportamiento de los filamentos como «espaguetis activos».

Los investigadores han desarrollado un modelo que predice con éxito la densidad y escala típicas de los patrones emergentes, incluido el movimiento y las fluctuaciones en la forma de los filamentos. Estos resultados pueden emplearse como base para entender cómo los diferentes tipos de bacterias se autoorganizan para formar estructuras. Esto es especialmente importante porque podría mejorar nuestra comprensión de cómo se forman las biopelículas bacterianas (colecciones de bacterias que se han adherido a una superficie y entre sí), que tienen un papel central en diversos procesos, como las infecciones humanas, la degradación ambiental y la bioingeniería.

Referencia:

Mixon K. Faluweki, Jan Cammann, Marco G. Mazza, and Lucas Goehring (2023) Active Spaghetti: Collective Organization in Cyanobacteria Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.131.158303

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por Nottingham Trent University

El artículo Los patrones emergentes de las colonias de cianobacterias se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Koldo Garcia

1999. urtean, Kathleen Folbigg-i bere lau seme-alabak hil izana leporatu zion bere senarrak. Ez zuten atxilotu 2001. urtera arte eta 2003. urtean epaitu zuten Hegoaldeko Gales Berriko –Australia– Epaitegi Nagusian. 2003ko maiatzaren 21ean erruduntzat jo zuen epaimahaiak, baina 20 urte geroago –2023ko ekainaren 5an, hain zuzen ere– aske geratu zen genetikari esker.

Azalpenik gabeko edo azalpen zalantzagarriak zituzten bat-bateko heriotzak izan zituzten Kathleen Folbigg-en lau seme-alabek. Caleb 1989ko otsailaren 1ean jaio zen eta 19 egun zituela hil zen, ustez bularreko haurraren bat-bateko heriotzaren sindromearen ondorioz. Patrick 1990eko ekainaren 3an jaio zen eta urriaren 18an arnasik gabe aurkitu zuten gurasoek; erreanimazioa egin zioten eta anbulantzian eraman zuten. Gertaera azaldu gabe gelditu zen eta epilepsia eta itsutasun kortikala diagnostikatu zioten. 1991ko otsailaren 13an hil zen osasun-krisi baten ostean. Sarah 1992ko urriaren 14an jaio zen eta 10 hilabete zituela hil zen, arnas aparatuko infekzioa zuela. Laura 1997ko abuztuaren 7an jaio zen eta 18 hilabeterekin hil zen, miokarditisa zuela.

1. irudia: epai bat baliogabetu da genetikaren ondorioz (Argazkia: 12019 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Epaiketaren garaian, akusazioak alegatu zuen Folbigg-ek bere lau seme-alabak itota hil zituela eta lau heriotzak naturalak izatearen probabilitatea oso txikia zela. Ideia hori indartzeko, argudio gisa erabili zuten Roy Meadow pediatra britaniarrak bere garaian proposatutako araua: “Haur baten bat-bateko heriotza tragedia bat da, bi heriotza susmagarria da eta hiru hilketa da, kontrakoa frogatu ezean”. 2003. urtetik aurrera Meadow-ren ospeak gainbehera egin zuen eta gaur egun arau hori ez da ontzat hartzen, oinarri sendorik ez duela frogatu baita. Folbigg-entzat, ordea, berandu heldu zen Meadow-ren teorien ezeztatzea eta ez ziren nahikoak izan defentsak haurren heriotzentzat kausa naturalak proposatu izana eta haurrek inolako itotze-zantzurik ez edukitzea.

2011. urtean, Emma Cunliffe lege-akademiko australiarrak liburu bat argitaratu zuen non, besteak beste, babestu zuen Folbigg bidegabeki zigortua izan zelako ikuspegia, frogak engainagarriak zirela argudiatuta. 2013. urtean, abokatu talde batek Folbigg-en kasua berriz hartu zuen eta hainbat adituren iritziak jaso zituzten. Horien artean Stephen Cordner patologo forentsea egon zen. Patologo honek azaldu zuen Sarah-ren heriotza bularreko haurraren bat-bateko heriotzaren sindromearen adibide argia zela, eta gainerako haurren sintomak –Caleb-en laringeko arazoak, Patrick-en osasun-krisiak eta Laura-ren miokarditisa– hobeago azaltzen zituztela kausa naturalek itotzeak baino. 2015. urtean kasua berrikustea eskatu zuen abokatu taldeak eta hiru urte geroago ikerketa judizial berri bat abiatu zuen Fiskal Orokorrak.

2. irudia: 20 urte kartzelan eman ostean aske da Kathleen Folbigg (Argazkia: HoBoTrails12AM – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

2018. urtean Folbigg-en defentsa Carola Vinuesa ikertzailearekin jarri zen harremanetan. Mediku-txostenak irakurtzean konturatu zen lau haurren sintomak genetikaren bidez azal litezkeela: hilabete lehenago, bere lankideekin batera gene-mutazio bat aurkitu zuen Mazedoniako familia batean jazotako antzeko ezbehar batean. Haurren bat-bateko heriotzen heren batek gene-oinarria duela jakinda, Vinuesak eta bere lankide Todor Arsov-ek DNA lagin bat hartu zioten Folbigg-i eta aztertu egin zuten. DNA sekuentzia aztertzerakoan, mutazio bat aurkitu zuten CALM2 delako genean eta jakina zen gene horren funtzionamendu okerrak eragin zitzakeela arritmiak, gaixotasunak eta haurren heriotza.

Folbigg-en haurrek mutazio hori heredatu balute, azaldu egin litezke haien heriotzak, batez ere haurrek infekzioak edo beste estres batzuk izan bazituzten. 2019. urtean alaben odol-laginak aztertu zituzten eta baieztatu zuten mutazio hori zutela. Hala ere, ez zegoen argi mutazio hori kaltegarria ote zen eta, hortaz, hainbat adituren iritzia jaso zuten bere kaltegarritasuna ezartzeko. Horien artean Peter Schwartz zegoen: hark ikertu zuen CALM2 genearen familiako hainbat genek duten eragina bihotz-arazoetan. Hala, konturatu zen esku artean antzeko kasu bat zuela, non ama osasuntsua bazen ere, bere bi haurrek bihotzekoak izan zituztela, eta horietako bat hil.

Hala ere, ebidentzia horiek ez ziren nahikoak izan 2019. urtean egin zen ikerketa judizialerako eta epaia eutsi egin zitzaion, beste aditu batzuek ebidentzia horiek zalantzan jarri baitzituzten. Vinuesarentzat eta bere lankideentzat etsigarria izan bazen ere, lanean jarraitu zuten. Hala, hiru laborategik baieztatu zuten CALM2 genearen mutazioa kaltegarria izan zitekeela. Gainera, MLKL genean mutazioak aurkitu zituzten gainerako bi semeetan. Gene horren mutazioek saguetan epilepsia eta heriotza eragiten zutela ikusi zuten eta zientzia-artikulu batean ebidentziak argitaratu zituzten. Folbigg-en kasuaren ikerketa judizial berri bat eskatu zuten ikertzaile hauek guztiek eta beste hainbat ikertzailek eta eskaera Australiako Zientzia-Akademiak babestu zuen.

3. irudia: Hainbat gene-aldaera arrarok azal lezakete nekez jazo daitezkeen zoritxarreko gertaeren segida (Argazkia: R-region – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

2022. urtean ikerketa judizial berri bat abiatu zen eta, Vinuesaren eta Schwartz-en testigantzez gain, Toft Overgaard eta Mette Nyegaard ikertzaileek azaldu zuten CALM2 genean egin zuten lana. Ikusi zuten CALM2 genearen mutazioak arritmiak sor zitzakeela zelula-ereduetan, oraindik lan hori bere lehenengo pausuetan bazegoen ere. Ikerketa judizial hartan lan egiten ari zen fiskalak Fiskal Orokorrari esan zion kasuan arrazoizko zalantzak zeudela eta, hala, 2023eko ekainaren 5an aske geratu zen Folbigg.

Gene-ikerkuntzaren garapenari esker eskuragarri dago gene-informazio gehiago eta informazio hori ulertzeko gaitasun handiagoa. Hala ere, kasu honetan ikusi da norainoko kaltea egin zuen aditu batek sortutako arauak eta ikertzaile askoren lana beharrezkoa izan dela kalte hori ezeztatzeko. Zorionez, frogatu egin da zientzia erabilgarria izan daitekeela susmagarriak diren bat-bateko heriotzei bestelako azalpenak emateko eta bidea ireki zaie antzeko kasuetan epaiak berrikusteari. Etorkizunean, espero dezagun halako prozesu bihurri eta luzea bizi behar ez izatea errugabe bat aske izan dadin.

Erreferentzia bibliografikoa:

Travis, John (2023). How a geneticist led an effort to free a convicted serial murderer. Science, 380, 6650, 1096-1097. DOI: 10.1126/science.adj2238

Iturria:

Kathleen Folbigg, Wikipedia.

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu), genetikan doktorea, Biodonostia Osasun Ikerketa Institutuko Dibulgazio eta Kultura Zientifikoko arduraduna da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.

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