Selección en el útero: Las madres estresadas abortan espontáneamente los fetos masculinos.

Se sabe desde hace tiempo que las condiciones estresantes como las hambrunas provocan que nazcan más niñas de las que nacen en épocas de bonanza. La variación en el reparto de sexos es pequeña (alrededor del 1 por ciento) pero en grandes poblaciones es relevante. Una posible explicación evolutiva es que las hijas es probable que se apareen y produzcan nietos independientemente de su estado, mientras que los hijos enclenques puede que fallen en su lucha por tener una oportunidad de reproducirse. En los tiempos duros, por tanto, las hijas serían una apuesta evolutiva más segura. Sea el que fuere el porqué de la variación, sin embargo, se ha dado por sentado que el momento en el que ocurre es el de la concepción o, más probablemente, la implantación. Un útero expuesto a las hormonas del estrés, dice la hipótesis, es menos probable que aloje un feto masculino.

Un estudio publicado recientemente afirma que esto no tiene porqué ser así. Según Ralph Catalano, de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.), y sus colegas la selección sexual inducida por el estrés puede tener lugar mucho después de la concepción y la implantación. El artículo aparece en el American Journal of Human Biology.

Como las hambrunas no son muy habituales en los Estados Unidos últimamente, Catalano et ál. usaron el desempleo como evento estresante [quizás sería conveniente recordar a los lectores que la protección social en los Estados Unidos es mínima]. Estudiaron los registros de nacimiento del estado de California desde abril de 1995 a diciembre de 2007, y lo compararon con las peticiones de cobertura por desempleo. Basándose en pistas dadas por trabajos previos, se concentraron en las peticiones asociadas a despidos masivos que tuvieron mayor resonancia social, en concreto de al menos 50 trabajadores. Se podrían considerar estos despidos masivos como más parecidos a las catástrofes naturales, como las hambrunas, que a incidentes aislados que hacen que algunas personas lo pasen mal.

Los investigadores descubrieron que los despidos masivos llevaban, realmente, a que naciesen menos varones. A lo largo de todo el período el 52,4% de los nacimientos fueron niños. En algunos meses, sin embargo, bajó hasta el 51,2%. Un desmenuzamiento de la estadística sugiere que el estrés de los despidos masivos causó probablemente estas caídas, pero que los despidos en cuestión podían ocurrir meses después de la concepción. Los fetos masculinos eran, en otras palabras, abortados espontáneamente, presumiblemente a consecuencia del estrés.

Esto no significa que la hipótesis original esté equivocada. Pero no es toda la verdad. El despiadado descarte de la descendencia inapropiada puede tener lugar, o eso parece, bastante después de que el feto haya comenzado a desarrollarse.

[Imagen: Madre e hija de Nelly Drell]

Referencia:

Catalano, R., Zilko, C., Saxton, K., & Bruckner, T. (2009). Selection in utero: A biological response to mass layoffs American Journal of Human Biology DOI: 10.1002/ajhb.21011

¿Cómo entendemos el lenguaje escrito?

¿Cómo sabemos que ciertas combinaciones de letras (grafías) tienen ciertos significados? La lectura y la ortografía son procesos complejos, que implican diferentes áreas del cerebro. Ahora, Kyrana Tsapkini y Brenda Rapp de la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.) han identificado un área específica del cerebro, el llamado giro fusiforme izquierdo, que es necesario para la normal comprensión del significado de un texto escrito y la composición ortográficamente correcta. Los resultados se publicarán en el número de febrero (2010) de Cortex.

Los investigadores estudiaron la comprensión lectora y la ortografía de un paciente sometido a una intervención quirúrgica en la que se le extirpó parte del cerebro debido a un tumor. Las capacidades lectoras y ortográficas del paciente antes de la operación eran superiores a la media. El paciente y un grupo de voluntarios de control pasaron una serie de 17 pruebas experimentales que evaluó su comprensión y producción de lengua escrita, lengua hablada, así como el procesamiento de otras categorías visuales tales como caras y objetos.

Los resultados del estudio pusieron de manifiesto que el paciente era capaz de comprender el significado del lenguaje hablado tan prontamente como los otros participantes y que tenía una capacidad similar para procesar los objetos y las caras normalmente. Sin embargo, mostraba retrasos significativos a la hora de comprender el significado de los textos escritos y también tenía auténticas dificultades para escribir sin faltas de ortografía en las textos dictados, sugiriendo que estas habilidades requerían del uso del área del cerebro que había sido extirpada.

Según los autores este descubrimiento aporta pruebas claras de que existen estructuras específicas en esta parte del cerebro, el giro fusiforme medio izquierdo [en la imagen, tomada de la Anatomía de Gray, aparece como “fusiform gyrus”], que están especializadas y son necesarias para el procesamiento de la ortografía.

Referencia:

Kyrana Tsapkini & Brenda Rapp (2010). “The orthography-specific functions of the left fusiform gyrus: Evidence of modality and category specificity"; Cortex, 46 (2). (DOI no disponible aún)

La plasticidad de la mente humana: el recuerdo de los movimientos corporales es cultural.

¿Conocen todos los humanos de la misma manera? ¿Existen diferencias cognitivas entre las culturas? En un nuevo estudio que se publica en Current Biology, Daniel Haun y Christian Rapold, del Instituto Max Planck de Psicolingüística (Holanda), presentan un análisis comparativo de cómo los niños de diferentes culturas articulan las relaciones espaciales de diferentes maneras: los alemanes, cuya lengua codifica el espacio preferentemente como “derecha, izquierda, delante, detrás” y los Akhoe Hai||om, un grupo de cazadores recolectores seminómadas del norte de Namibia, cuya lengua codifica el espacio preferentemente como “norte, sur, este, oeste”.

Han habido muchas discusiones sobre la existencia de diferencias cognitivas entre las diferentes culturas humanas: unos afirman que la cognición es esencialmente universal, otros que refleja las características distintivas de la cultura en la que crece el individuo. A pesar del hecho de que el espacio físico sigue las mismas leyes en toda la Tierra, las culturas se diferencian en cómo el espacio se codifica en sus lenguas. Algunos, por ejemplo, no usan términos egocéntricos como “izquierda, derecha, delante, detrás” para hablar de relaciones espaciales, sino alocéntricos como “norte, sur, este, oeste” en todo momento y a todas las escalas. Así, dicen “la cuchara está al norte del plato” o “hay una serpiente en tu pierna norteña”. El que no sólo el lenguaje sino también la cognición espacial varíe entre las culturas sigue siendo una pregunta abierta.

Haun y Rapold ya habían mostrado anteriormente que las culturas se diferencian en la manera en la que representan las localizaciones de los objetos en el espacio. Sin embargo, el saber donde están nuestras propias manos y pies está fuertemente enraizado en el cerebro en varias culturas, lo que llamaríamos cerebros egocéntricos. Por lo tanto, tú, que eres hispanohablante, podrías esperar que todo el mundo recordase sus movimientos corporales esencialmente en la misma manera en que tú lo haces. Este nuevo estudio dice que esta expectativa debe modificarse.

En el estudio de Haun y Rapold, los investigadores pidieron a niños voluntarios que aprendiesen un pequeño baile, durante el que tenían que mover sus manos a la vez de un lado del cuerpo a otro en una secuencia derecha-izquierda-derecha derecha (DIDD). Entonces se les daba la media vuelta (rotaban 180º sobre el eje vertical) y se les pedía que volviesen a bailar (rotación 1). Después volvían a la posición original y bailaban de nuevo (rotación 2). Si los participantes codificaban el baile DIDD en coordenadas egocéntricas deberían producir una secuencia DIDD después de las rotaciones 1 y 2. Por el contrario si se codificaba en coordenadas alocéntricas deberían realizar IDII después de la rotación 1 y DIDD después de la rotación 2. Mientras que casi todos los niños alemanes realizaron bailes centrados en sus cuerpos, la inmensa mayoría de los niños Akhoe Hai||om memorizaron los movimientos de sus extremidades en relación con un sistema de referencia externo basado en el entorno. En otras palabras, para estos niños los brazos no se movían hacia la “derecha” sino hacia el “oeste”.

Este estudio es un magnífico ejemplo de que la mente humana varía entre las culturas más de lo que pensamos. Incluso tareas diarias que no concebimos que se puedan hacer de otra manera, como recordar los movimientos del cuerpo, se hacen de forma diferente en otros lugares. Esto nos debería hacer reflexionar sobre lo poco que sabemos de la cognición humana, y lo que dependemos de culturas que se están extinguiendo para llegar a descubrir algo más de la plasticidad de la mente humana.

Referencia:

Haun, D.B.M. & Rapold, C.J. (2009). Variation in memory for body movements across cultures Current Biology, 19 (23), 1068-1069 : 10.1016/j.cub.2009.10.041

Del “demasiado extraño para ser verdad” a la confirmación experimental del efecto Efimov.

El efecto Efimov es un fenómeno puramente cuántico en el que dos partículas, incluso átomos neutros, que habitualmente no interactúan entre sí con demasiada fuerza, se unen con una tercera en unas determinadas condiciones, unas condiciones en las que no pueden formarse pares. El trío (trímero) puede formar un número infinito de configuraciones, o puesto de otra manera, un número infinito de “estados enlazados” que mantienen a los átomos unidos. Esto es lo que decía la teoría. En 2006, se demostró la existencia de los trímeros. Ahora, un equipo de físicos de la Universidad de Rice (EE.UU.) encabezado por Randall Hulet acaba de demostrar experimentalmente la existencia de dichas configuraciones, tal y como Efímov las predijo. Los resultados se publican en Science.

El efecto Efímov recuerda al nudo borromeo, el que se forma entre tres aros que para que se mantengan unidos deben estar los tres pues, si se corta uno de ellos, los otros dos no pueden mantenerse unidos [en la imagen]. Las dos partículas no pueden unirse, hace falta la tercera para que ello sea posible.

El efecto fue predicho en 1970 por Vitaly Efimov, cuando era un estudiante de doctorado, pero fue considerado en su momento “demasiado extraño para ser verdad”, en parte porque dos átomos pasarían de repelerse a convertirse de buenas a primeras en miembros de tripletes a distancias realmente grandes unos de otros, aproximadamente entre 500 y 10.000 diámetros de un átomo de hidrógeno, en el caso de átomos neutros [a estas distancias tan grandes lo que interviene es el efecto van der Waals, por el que la reordenación de la carga en un átomo provoca la aparición de un “dipolo eléctrico” que crea un campo eléctrico capaz de inducir dipolos en los otros átomos, creando la atracción]. Durante décadas los experimentadores han intentado sin éxito crear estos sistemas de tres partículas, que dieron en llamarse “trímeros de Efimov”.

En 1999, Chris Green, de la Universidad de Colorado, predijo que los gases de átomos ultrafríos podrían proporcionar las condiciones correctas para crear el estado de tres partículas. En 2005 (aunque se publicó en 2006) el equipo de Rudi Grimm de la Universidad de Innsbruck (Austria) confirmó finalmente el estado de Efimov en un gas de cesio ultrafrío a 10 nanokelvin

La característica más llamativa de la predicción de Efimov era la universalidad del efecto. Eso quería decir que los trímeros podían formarse a partir de cualquier cosa, ya fuese tan grande como un átomo o tan pequeño como un quark, lo que quedó confirmado con los resultados de Grimm et ál. Por otro, también significaba que los trímeros de Efimov se formarían repetitivamente, hacia arriba y hacia abajo en la escala de energías de escalón en escalón. Efimov, que ahora está en la Universidad de Washington (EE.UU.) incluso predijo la altura de esos escalones, es decir, los niveles de energía de los trímeros; dijo que aparecerían cada vez que la energía de enlace se incrementase en un factor de 22,7, lo que representó en una ilustrativa gráfica.

En los experimentos, Hulet et ál. buscaban la comprobación experimental de la repetitividad del efecto. El equipo usó una propiedad de los átomos alcalinos ultrafríos llamada resonancia de Feshbach (simplificando: se produce cuando la energía cinética de dos átomos que chocan es igual a la energía del estado enlazado de esos mismos átomos) para afinar la interacción entre átomos de litio. Conforme subían y bajaban las energías, los investigadores comprobaron cómo los trímeros aparecían y reaparecían una y otra vez. El equipo también pudo comprobar otra predicción de Efimov encontrando tetrámeros (cuatro partículas ligadas) en las proximidades de cada trímero. En total Hulet y sus colegas encontraron 11 firmas diferentes de trímeros y tetrámeros, cada una exactamente donde Efimov las había previsto. La gráfica de Hulet et ál. es prácticamente igual a la que dibujó Efimov cuarenta años antes.

Pollack, S., Dries, D., & Hulet, R. (2009). Universality in Three- and Four-Body Bound States of Ultracold Atoms Science DOI: 10.1126/science.1182840

La correlación neuronal de la consciencia de uno mismo y el autismo.

Científicos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) dirigidos por Michael Lombardo han descubierto que los cerebros de las personas que padecen autismo son menos activos cuando piensan en ellos mismos. El estudio, que se publica en Brain, aporta nuevas pruebas sobre la correlación neuronal de la autoconsciencia y explica en parte el déficit en capacidades sociales de los autistas.

Para la realización del estudio los investigadores usaron imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI, por sus siglas en inglés) para estudiar la actividad cerebral de 66 voluntarios varones, 33 de los cuales tenían diagnosticado autismo en distintos grados.

Lombardo et ál. pidieron a los sujetos que respondiesen a unas preguntas sobre sus propios pensamientos, opiniones, preferencias o características físicas o sobre los de otra persona, en concreto sobre la reina de Inglaterra. Escaneando los cerebros de los voluntarios mientras respondían al cuestionario, los investigadores pudieron visualizar las diferencias en la actividad cerebral entre los cerebros autistas y los que no lo eran.

El área cerebral llamada córtex prefrontal ventromedial [en la imagen] respondía con mayor intensidad en los individuos sanos cuando respondían a cuestiones sobre sí mismos que cuando lo hacían sobre su majestad británica. Sin embargo, en los autistas esta área respondía con igual intensidad independientemente de sobre quién se estuviese preguntando, es decir, en los autistas el procesamiento de la información sobre el yo es atípica.

El autismo se ha considerado durante mucho tiempo la expresión de un egocentrismo exacerbado. Sin embargo, investigaciones recientes muestran que los individuos con autismo también tienen dificultades para pensar sobre sí mismos. ¿Cómo se explica esta paradoja? Según los resultados de este estudio la manera atípica en la que el cerebro autista trata la información relevante sobre el yo como equivalente a la información sobre el otro, puede hacer que el desarrollo social de un niño se vea muy limitado, particularmente a la hora de comprender cómo se relaciona con el mundo social que los rodea. Efectivamente, el autista tendría dificultades para distinguir cuándo “soy parecido a ti” y “cuándo soy diferente a ti”.

Referencia:

Lombardo, M., Chakrabarti, B., Bullmore, E., Sadek, S., Pasco, G., Wheelwright, S., Suckling, J., , ., & Baron-Cohen, S. (2009). Atypical neural self-representation in autism Brain DOI: 10.1093/brain/awp306

Einstein y...Mileva Marić Einstein

Mileva Marić, familiarmente Mila, fue la primera esposa de Einstein. Su relación fue emocionalmente intensa desde el comienzo hasta el final. Comenzó como una aventurilla en la universidad, alimentada por su mutua pasión por la física, la desaprobación de sus amigos y de la familia de Einstein, y el ardor de la juventud. Terminó con un amargo y largo divorcio, crisis físicas y mentales por ambas partes, y una separación de por vida.

Mila nació en Hungría en 1875, cuatro años antes que Einstein. La mayoría de las mujeres en el este de Europa simplemente no iban al colegio, pero gracias a la mentalidad de su padre y a su influencia política, Mila fue una excepción. Tras graduarse con las mejores notas en el instituto, Mila se marchó a Zürich, entonces un refugio para las mujeres intelectuales. Mila empezó a estudiar medicina en la Universidad de Zürich pero un año después decidió que quería estudiar física, para lo que se matriculó en el Politécnico. Aquí es donde conoció a Albert Einstein.

Einstein se enteró sin duda de la llegada de Mila el primer día: era la única mujer en su promoción de cinco estudiantes. Iniciaron una amistad que pronto desembocó en algo más. Esta relación se encontró con la oposición frontal de familia (sobre todo de Pauline, la madre de Einstein), de las amigas de ella y de los amigos de él, que le recordaban que estaba coja (un defecto de nacimiento, como el de su hermana Zorka). Esta oposición sólo sirvió para fortalecer la pareja. Mucho tiempo después, Mila recordaría esta época feliz llena de café, salchichas y física.

Sus estudios no iban muy bien. La joven pareja no le caía nada bien al tradicional profesor Weber. En el que se suponía que sería su último año de estudios, 1900, Einstein consiguió aprobar sus exámenes con este profesor, siendo cuarto de su promoción de cinco y consiguiendo su título. Mila fue quinta, y no superó el examen. Tenía que repetir la asignatura.

Tras graduarse Einstein decidió irse con sus padres a Milán, dejando a Mila para que terminase sus estudios. Los repetidos intentos de encontrar un empleo de Einstein se encontraban con lo que Einstein interpretaba eran sabotajes del profesor Weber, hasta que finalmente encontró un puesto para enseñar matemáticas en un colegio cerca de Zürich. Para celebrarlo la pareja se fue de viaje a los Alpes. Mila quedó embarazada en esta excursión.

En Julio de 1901, embarazada de tres meses, Mila volvió a suspender el examen. Esto supuso el fin de la carrera académica de Mila, y la imposibilidad de conseguir su habilitación como profesora de secundaria. Se fue a casa de sus padres, donde dio a luz a su hija ilegítima, Lieserl, en febrero de 1902. Mientras tanto, Einstein había conseguido un empleo con algo de porvenir en la Oficina Federal de Patentes en Berna.

Poco después la pareja se reunía en Berna, dejando a Lieserl con los abuelos maternos, y se casaba el 6 de enero de 1903 en una ceremonia civil en la que los únicos asistentes fueron los contrayentes y dos amigos de Einstein y Mila, Conrad Habitch y Maurice Solovine. Einstein después diría que se casó por su “sentido del deber”. Muy poco después Mila regresa a Hungría y vuelve a Berna sin su hija. El rastro de la hija de Einstein se pierde para siempre, dada probablemente en adopción. Einstein nunca la conoció.

En el otoño de 1903, la pareja se mudó al más famoso de los siete apartamentos en los que vivió en Berna, el que hoy es un museo, la Einsteinhaus. Mientras Einstein daba vueltas en su cabeza a cuatro nuevas teorías físicas que verían la luz en 1905, Mila quedaba embarazada de nuevo. El 14 de mayo de 1904 nacía Hans Albert.

La familia Einstein hizo un viaje a la casa de la familia de Mila en el verano de 1905. Era la primera vez que Einstein se encontraba con sus suegros. Por aquello de ser agradable le dijo a Milo, su suegro: “Mila resuelve todos mis problemas matemáticos”.

Fueron frases como esta y la cacareada habilidad matemática de Mila lo que dio pábulo a especulaciones en los años 80 y 90 de que fue Mila la verdadera autora de las teorías [plural] de la relatividad de Einstein. Démonos cuenta de que los acontecimientos narrados hasta ahora no parecen que pudiesen predisponer a Mila a ser especialmente activa en la investigación de primera línea en física. Además ¿por qué la relatividad y no el efecto fotoeléctrico (recordemos, por el que recibiría Einstein el Nobel) o el movimiento browniano? Veremos a continuación que Mileva no podría contribuir a la teoría general. Hoy día nadie, salvo unos cuantos iluminados, apoyan esta idea.

La pareja no era especialmente feliz. Y cometió el error que muchas parejas cometen intentando salvar el matrimonio: otro hijo. En el verano de 1910 nació Eduard. Pero esta felicidad fugaz duraría poco. Sucesivas mudanzas a Praga, Zürich y, finalmente, Berlín hicieron que Mila se sintiese más y más sola y miserable. Einstein viajaba sin parar y evitaba volver a casa.

Einstein siempre se sintió muy atraído por determinado tipo de mujeres. Su recientemente adquirida fama le resultaba muy útil para conseguir nuevas amantes. En 1912 [la foto es de este año], comenzó una relación estable con su prima Elsa [le dedicaremos una entrada específica]. Mila lo sospechó desde el principio, Einstein tampoco ponía demasiado cuidado en ocultarlo. Mila exigió que Einstein abandonase la casa. Michele Besso acudió a Berlín para acompañarla a ella y a sus hijos de vuelta a Zürich.

En febrero de 1916, Einstein propone por primera vez el divorcio. Mila, con 41 años, sufre varios ataques al corazón. A efectos prácticos, el matrimonio ha acabado y Einstein ya vive con Elsa y las hijas de ésta. Finalmente, el 14 de febrero de 1919 el divorcio es una realidad. En el acuerdo final, la pareja decide, según la opinión más extendida, que, en el caso de que a Einstein le concedan el Nobel, el retendrá la medalla y el diploma, pero que el dinero será para ella, que es lo que finalmente ocurriría. De nuevo, esto se ve por algunos como otro indicio de que Mila habría participado de alguna manera en las teorías físicas de Einstein. Muchos olvidan acudir en este punto, una vez más, a las fuentes: la disposición crea con el dinero del premio, si llega, un fondo para sus hijos, del que la madre sólo puede disponer con autorización expresa de Einstein, sólo teniendo libertad para disponer de los intereses que genere. Más que un reconocimiento de mérito parece más bien la preocupación por cuidar del futuro de los hijos, haga lo que haga la madre o le pueda ocurrir al padre.

Poco antes de que Einstein abandonase Europa para no volver, en 1933, Einstein y Mila volvieron a verse después de 16 años, por última vez. Einstein fue a visitar a su hijo Eduard, esquizofrénico, que estaba internado en una institución mental. La relación con Einstein y Elsa fue cordial aunque distante.

Mila moriría en Zürich en agosto de 1948.

El sistema de protosintaxis en comunicación animal más complejo conocido hasta la fecha.

Un equipo internacional de investigadores dirigidos por Klaus Zuberbühler de la Universidad Saint Andrews (Reino Unido) afirma en los Proceedings of the National Academy of Sciences que los monos de Campbell (Cercopithecus campbelli) poseen una forma primitiva de sintaxis. Se suponía que la sintaxis era algo exclusivamente humano.

Los monos de Campbell estudiados viven en los bosques del Parque Nacional Tai en Costa de Marfil. Los machos adultos tienen seis tipos de gritos, cada uno con un significado específico, pero pueden unir dos o más de ellos para crear un mensaje con un significado distinto. Los investigadores han pasado meses grabando y estudiando las comunicaciones entre los monos y sus respuestas a estímulos naturales y artificiales, hasta llegar a esta propuesta: tienen una sintaxis.

Esta afirmación va a ser polémica. Por una parte porque la sintaxis, un elemento básico en la estructura de una lengua, parece ser una facultad exclusivamente humana. Así, los intentos realizados con primates más próximos a los humanos, como los chimpancés, para que combinen en una estructura más compleja, con mayor significado, los sonidos aprendidos no han tenido éxito. Por otro, los gibones y las ballenas realizan vocalizaciones complejas en las que el orden de los sonidos parece que tiene un efecto sobre el significado, aunque no se sabe cual.

Los investigadores no sólo hablan de la existencia de una sintaxis, también dan un vocabulario y una gramática básicos.

“Crac”: “¡Leopardo!”, grito que alerta de la presencia de leopardos en las proximidades. Los monos lo emiten en presencia de leopardos reales, de muñecos y al oír rugidos de leopardo.

“Joc”: “¡Águila!”, grito que alerta de la presencia de un águila coronada.

“Crac-ú”: “¡Cuidado!”, grito que alerta de la presencia de un depredador que se oye pero no se tiene localizado, no está a la vista. También se emite en respuesta a los gritos de los monos Diana, otra especie que vive en los mismos bosques.

“Bum-bum”: “¡Venid!”, grito que invita a otros monos a acercarse al macho que lo emite.

Sin embargo una combinación de los anteriores indica algo totalmente diferente, así:

“Bum-bum cracú cracú cracú”: “¡Árbol va!”, advierte de la caída de árboles.

Hay todavía otra variación. En el grito para “¡árbol va!”, la inserción de hasta siete “jocú”, indica la presencia de otros grupos de monos y se oye cuando los monos están en los límites de su territorio.

El significado de los gritos de los monos se descifró por primera vez en el mono vervet, que tiene distintos gritos para cada uno de los tres depredadores principales: el águila marcial, los leopardos y las serpientes. Pero los vervet no combinan sus gritos de alarma para generar nuevos significados.

Si las conclusiones del equipo de Zuberbühler son correctas, los monos Campbell pueden tanto variar el significado de gritos específicos añadiendo sufijos (crac -> cracú) como combinarlos para generar un significado diferente. Este podría ser el sistema de protosintaxis en comunicación animal más complejo conocido hasta la fecha.

Referencia:

Ouattara, K., Lemasson, A., & Zuberbuhler, K. (2009). Campbell's monkeys concatenate vocalizations into context-specific call sequences Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.0908118106

Síntesis estructural y funcional de una metaloproteína.

Un equipo de investigadores dirigido por Yi Lu, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, ha diseñado una proteína sintética que es un modelo tanto funcional como estructural de una proteína natural, la enzima óxido nítrico reductasa (NOR). El logro se publica en Nature.

Es muy difícil estudiar una molécula biológica tan compleja como la NOR si ésta no es soluble en agua. Cualquier ensayo debe realizarse en un medio graso, por tanto orgánico, que influirá en las reacciones que se estén estudiando. La NOR es una proteína de membrana (celular) y, por tanto, es liposoluble (no hidrosoluble). Tener un modelo de la proteína que es reflejo estructural y funcional de ella es tremendamente interesante.

Sintetizar una proteína no es nada fácil. Sintetizar una proteína que contenga átomos metálicos en su estructura es mucho más difícil debido a la variabilidad en estados de oxidación y geometrías que presentan los átomos metálicos. La NOR es una metaloproteína, contiene hierro al igual que la hemoglobina de la sangre.

Para imitar la estructura [en la imagen] y función de la NOR, los investigadores partieron de una pequeña proteína muscular, la mioglobina. Aunque es más pequeña que la NOR y soluble en agua, la mioglobina puede reproducir características claves de la NOR. Basándose en estos cimientos, los investigadores crearon un nuevo lugar para el enlace del hierro consistente en tres histidinas y un glutamato.

Aparte de su papel estructural, las histidinas y el glutamato pueden proporcionar los protones (H⁺) necesarios para la reducción del óxido nítrico en el sitio activo.

¿Qué importancia puede tener que se sintetice una proteína? Mucha. Empezando por el final, esta proteína sintética es un excelente modelo para crear biocatalizadores para uso biotecnológico, medioambiental y farmacéutico.

Desde un punto de vista más básico, más fundamental, las posibilidades de estudio de la NOR que aportará este nuevo modelo permitirán conocer mejor el ciclo del óxido nítrico (NO) en los mamíferos, y las patologías asociadas. Este ciclo es crítico para la vida.

El NO es un importante regulador y mediador en numerosos procesos en los sistemas cardiovascular, nervioso e inmune. Así, participa en la relajación de los músculos lisos lo que resulta en la vasodilatación de las arterias e incremento del flujo sanguíneo (es crítico en el mantenimiento de la erección). En el sistema nervioso actúa como neurotransmisor, capaz de introducirse en las neuronas sin necesidad de sinapsis, pudiendo activar un grupo local de neuronas rápidamente. El NO es citotóxico para los microbios y las células tumorales, por lo que los macrófagos lo usan como arma de defensa en el sistema inmunitario. Por otra parte, el NO está implicado en los choques sépticos, la hipertensión, los infartos o las enfermedades neurodegenerativas.

Referencia:

Yeung N, Lin YW, Gao YG, Zhao X, Russell BS, Lei L, Miner KD, Robinson H, & Lu Y (2009). Rational design of a structural and functional nitric oxide reductase. Nature PMID: 19940850

Origen del metano en Marte: agua líquida y/o vida.

La presencia de metano en Marte y su distribución en la atmósfera es un auténtico misterio. El metano en la atmósfera marciana tiene una vida de sólo unos pocos centenares de años, pues es destruido por la luz del sol en una reacción fotoquímica. En teoría no debería haber nada a estas alturas y, sin embargo, lo hay. ¿De dónde surge? Richard Court y Mark Sephton, del Imperial College de Londres, publican en Earth and Planetary Science Letters de dónde no viene, de los meteoritos. Sólo quedan dos alternativas: la presencia de agua líquida y/o la presencia de vida.

[Para saber más sobre el problema del metano en Marte, puede leerse Experientia docet: La inexplicable distribución del metano en Marte y lo que eso puede significar para la vida basada en carbono.]

Los compuestos como el metano cabe esperar que los pudiesen incorporar a la atmósfera las condritas carbonáceas, un tipo de meteoritos ricos en sustancias volátiles. Sin embargo, el potencial de la caída de meteoritos para aportar cantidades significativas de metano se ve limitada por la baja abundancia de metano libre en las mencionadas condritas. Por otra parte, la caída de un meteorito es un proceso en el que se alcanzan altas temperaturas, lo que puede dar lugar a la síntesis de metano. Esta generación de metano por ablación de condritas carbonáceas es lo que han investigado Court y Sephton.

El equipo usó una técnica llamada espectrofotometría infrarroja de transformada de Fourier (FTIR, por sus siglas en inglés), acoplada a un horno pirolítico capaz de subir 20.000 grados centígrados en 1 segundo [ya hablamos de ella, usada por los mismos autores, en Experientia docet: Llegaron del espacio exterior (al menos en parte)], para reproducir las condiciones durante el viaje del meteorito a través de la atmósfera marciana, alcanzando 1.000 ºC. Combinando los datos obtenidos de gases liberados con las observaciones de caída de meteoritos en Marte, Court y Sephton llegan a la conclusión de que los meteoritos no aportan mucho más de 10 kg al año. Sin embargo es necesario un aporte mínimo de entre 100 y 300 toneladas. Los meteoritos, descartados.

Estudios anteriores ya han descartado como origen la actividad volcánica. ¿Qué queda? Dos posibilidades. La primera es la serpentinización de la corteza ultramáfica, dicho que se entienda, la hidratación de las rocas básicas (con poca sílice) de la corteza marciana; para esto hace falta agua líquida. La serpentinización en presencia de CO₂ da lugar a metano, y la atmósfera marciana es básicamente CO₂. Por ejemplo:

(Fe,Mg)₂SiO₄ + nH₂O + CO₂ -> Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + Fe₃O₄ + CH₄

[Esta reacción y otras parecidas también se han propuesto como origen abiogénico del petróleo en la Tierra].

La otra posibilidad es que existan microorganismos, como nuestro amigo Methanosarcina barkeri [véase Experientia docet: Un microbio terrestre que podría vivir en Marte], en los que el metano sea un subproducto de su metabolismo.

A la vista de estos resultados, ahora hay aún más motivos que antes para seguir explorando Marte en busca de vida.

Referencia:

Court, R., & Sephton, M. (2009). Investigating the contribution of methane produced by ablating micrometeorites to the atmosphere of Mars Earth and Planetary Science Letters, 288 (3-4), 382-385 DOI: 10.1016/j.epsl.2009.09.041

De cómo unas capas de silicio pueden hacer al vacío mejor aislante térmico.

El año pasado un equipo liderado por Shanhui Fan de la Universidad de Stanford (EE.UU.) encontró que, teóricamente, una estructura conocida como cristal fotónico podría bloquear el flujo de energía térmica incluso mejor que el vacío [1]. Ahora, el mismo equipo presenta en Physical Review B [2] una teoría completa explicando el fenómeno, y revela que la capacidad aislante de la estructura es, sorprendentemente, independiente de sus detalles estructurales. Este trabajo sugiere que los cristales fotónicos podrían tener en un futuro aplicaciones por sus propiedades térmicas, además de las que ya se les prevé en comunicaciones y computación.

El café en un termo está rodeado de un vacío que se ha hecho entre las paredes interna y externa del termo, lo que impide que el calor escape por conducción a través de las paredes, lo que ocurriría si hubiese una única pared. Pero, por muy bien hecho que esté el termo y el vacío entre sus paredes, el café terminará enfriándose porque irradia energía en el infrarrojo, que son unas ondas electromagnéticas de unas longitudes de onda dadas y que, como tales, pueden atravesar el vacío.

Los cristales fotónicos están compuestos por nanoestructuras dieléctricas o metalodieléctricas periódicas que afectan a la propagación de las ondas electromagnéticas. Esencialmente, los cristales fotónicos contienen regularmente regiones alternas repetitivas de alta y baja constante dieléctrica. Los fotones (comportándose como ondas) se propagan por esta estructura o no dependiendo de su longitud de onda. Las longitudes de onda que pueden propagarse por la estructura se llaman modos y los grupos de modos forman bandas. Las bandas que no pueden propagarse por la estructura se llaman huecos de banda fotónicos.

El equipo de investigadores se preguntó si los cristales fotónicos, con su capacidad para bloquear ciertas longitudes de onda, podrían bloquear el amplio rango de longitudes infrarrojas que irradia un cuerpo caliente. El año pasado estudiaron teóricamente una pila de capas alternas de silicio y vacío, calculando la transmitancia térmica, la facilidad con la que los fotones infrarrojos podían atravesarla. Después de evaluar diversas configuraciones encontraron que en una pila de 100 micras de espesor que contuviese 10 capas de 1 micra de silicio, a temperaturas iguales o superiores a la del ambiente, la transmitancia térmica era la mitad que la del vacío. Por lo que el café en un termo hecho con una pared de cristal fotónico permanecería caliente más tiempo que en el mejor termo normal.

Si este resultado ya podía ser paradójico, en el estudio teórico que ahora publica el equipo de Fan, en el que han aplicado métodos estadísticos debido a la gran cantidad de huecos de banda que intervienen, aparece otro no menos sorprendente. La transmitancia térmica no dependería del espesor de las capas individuales sino de lo rápido que la luz viaje a través de ellas (el índice de refracción del sólido). Habitualmente, en otras aplicaciones, el detalle de la estructura de un cristal fotónico es un aspecto crítico. Es decir, en este caso la transmitancia está determinada por los materiales disponibles y no por la geometría de las capas. Pero, ¿las características del cristal fotónico no venían dadas por su regularidad y geometría? He aquí una nueva paradoja.

Referencias:

[1]

Lau, W., Shen, J., Veronis, G., Fan, S., & Braun, P. (2008). Tuning coherent radiative thermal conductance in multilayer photonic crystals Applied Physics Letters, 92 (10) DOI: 10.1063/1.2890433

[2]

Lau, W., Shen, J., & Fan, S. (2009). Universal features of coherent photonic thermal conductance in multilayer photonic band gap structures Physical Review B, 80 (15) DOI: 10.1103/PhysRevB.80.155135

Relación entre encefalograma y actividad neuronal.

Kevin Whittingstall y Nikos Logothetis del Instituto Max Planck de Cibernética Biológica de Tubinga (Alemania) publican un artículo en Neuron en el que establecen por primera vez una correlación entre datos del electroencefalograma (EEG) y la actividad de neuronas concretas del córtex visual. Este hallazgo supone la primera comprobación experimental de que un método no invasivo como el EEG puede emplearse para saber cómo está funcionando el cerebro.

El electroencefalograma (EEG) se ha usado ampliamente en la investigación y en la medicina durante más de ochenta años. La capacidad para medir la actividad eléctrica del cerebro por medio de electrodos colocados sobre la cabeza es una herramienta muy práctica para estudiar la función cerebral ya que no es invasiva y fácil de aplicar. La interpretación de la señal del EEG, sin embargo, sigue siendo difícil. La principal razón para esto es que la relación exacta entre la actividad generada en el cerebro comparada con la medida en el cuero cabelludo no está clara. Por lo tanto, una cuestión de importancia práctica primordial es conocer cómo el EEG puede usarse para deducir la actividad neuronal en el cerebro.

Combinando los registros tanto del EEG como de neuronas individuales, los investigadores han encontrado una combinación de ondas específicas (un acoplamiento entre bandas de frecuencia) que puede predecir con fidelidad la actividad de las células en el cerebro.

Whittingstall y Logothetis mostraron a monos entrenados diferentes videos de escenas de la vida cotidiana de los monos. Mientras los monos miraban los videos, la actividad de su cerebro era registrada tanto por EEG como por electrodos colocados directamente sobre las neuronas, lo que permitía la comparación directa entre los dos conjuntos de datos. Específicamente, observaron que la activación de pautas neuronales era más alta durante los períodos en los que los brotes de actividad “rápida” del EEG (ondas gamma) aparecían durante las ondas lentas del EEG (ondas delta).

Este es un primer paso que permitirá en un futuro comprender mejor la causa de las ondas anormales de los EEG en pacientes con ciertos desórdenes neurológicos y, de esta manera, disponer de una herramienta no invasiva para medir su evolución.

Referencia:

Whittingstall, K., & Logothetis, N. (2009). Frequency-Band Coupling in Surface EEG Reflects Spiking Activity in Monkey Visual Cortex Neuron, 64 (2), 281-289 DOI: 10.1016/j.neuron.2009.08.016

Einstein y...las matemáticas de la relatividad.

En la respuesta a una carta de una niña de doce años en 1943 Einstein escribió: “Querida Barbara: No te preocupes por tus dificultades con las matemáticas; te puedo asegurar que las mías son todavía mayores”. El que Einstein suspendiese las matemáticas es sólo un mito. Pero es cierto que no era un matemático particularmente creativo. Su fuerza estaba en la física, y veía las matemáticas meramente como un medio para un fin, o lo que es lo mismo, que en más de una ocasión tuvo que apoyarse en otros para que le ayudaran con algunos obstáculos matemáticos.

Einstein se enseñó a sí mismo matemáticas y física a una edad bastante temprana. En 1949, en sus Notas autobiográficas escribe que descubrió las maravillas de un libro “santo” de geometría [Elementos, de Euclides] a la edad de doce años. Atribuía al estudio tan temprano de las pruebas geométricas el haberle enseñado el disfrute de usar el pensamiento para resolver problemas. Basándose en libros fuera del programa de estudios, Einstein siempre estuvo más adelantado que el resto de su clase. Sin embargo, las matemáticas no le emocionaban. Más adelante en su autobiografía escribe: “Mi interés en el conocimiento de la naturaleza era […] absolutamente más fuerte, y no estaba claro para mí como estudiante que el acceso a un conocimiento más profundo de los principios básicos de la física está unido a los métodos matemáticos más complejos”.

Esta parece una descripción bastante adecuada de las matemáticas de las teorías de Einstein sobre la relatividad; al principio no le importó demasiado el aspecto matemático para descubrir más tarde lo importante que podía ser. Tras la publicación de la teoría especial de la relatividad en 1905, su profesor de matemáticas en el Politécnico de Zürich, Hermann Minkowski [en la imagen] expresó su sorpresa, ya que no podía imaginar cómo ese joven que se había saltado tantas clases podía tener la capacidad de producir una teoría tan revolucionaria. Después de un examen más detallado, Minkowski descubrió que las matemáticas eran ciertamente menos elegantes de lo que él creía que debían ser. En esa época, había un grupo de élite de matemáticos alemanes y suizos que creían que la física era realmente demasiado dura para los físicos y que, por lo tanto, debía ser dejada en manos de los que estaban mejor preparados para manejarla. Por lo que Minkowski se dispuso a acudir al rescate.

Dado que la teoría especial de la relatividad implicaba cambiar el tiempo y el espacio, Minkowski creó una serie de herramientas para describir el espaciotiempo mismo. La primera reacción de Einstein fue negativa, porque pensaba que hacía su sencilla teoría infinitamente más complicada, pero rápidamente cambió de opinión. Las matemáticas de Minkowski le daban a la teoría especial de la relatividad tanto una base como un vocabulario, que abría la puerta para que otros pudiesen trabajar mejor con la nueva teoría. Y cuando Einstein puso su atención en el desarrollo de una extensión de su teoría de la relatividad para describir la gravitación, las matemáticas de Minkowski probaron ser muy útiles.

Einstein también recibió ayuda matemática para la teoría general de la relatividad. Einstein publicó una versión de la teoría general de la relatividad en 1911 pero sabía que todavía quedaba trabajo por hacer. Recurrió a su amigo Marcel Grossmann, diciéndole que se volvería loco si no le ayudaba. Grossmann sugirió que una oscura rama de las matemáticas llamada geometría de Riemann podría ser aplicable, aunque, según la biografía de Einstein de Abraham Pais, Subtle is the Lord, Grossmann también le dijo a Einstein que era “un lío terrible en el que los físicos no deberían meterse”. A pesar de ello, Einstein se metió, y resultó que la geometría de Riemann era la pieza que faltaba para desarrollar sus ecuaciones de la teoría general de la relatividad, cuya versión final se publicaría en 1916.

Einstein, efectivamente necesitó la ayuda de los matemáticos pero, como David Hilbert, un profesor de matemáticas de la Universidad de Gotinga, dijese: “Cualquier niño de las calles de Gotinga comprende más de geometría de cuatro dimensiones que Einstein. Sin embargo, a pesar de ello, Einstein hizo el trabajo y no los matemáticos. ¿Sabes por qué Einstein dijo las cosas más originales y profundas acerca del espacio y el tiempo de nuestra generación? Porque no había aprendido nada sobre todas las matemáticas y la filosofía del espacio y el tiempo”.

Especiación simpátrica por influencia del hombre.

¿Hay algo más inocente que alimentar a los pajaritos? Y sin embargo puede cambiar el futuro evolutivo de una especie, y los cambios se pueden ver a muy corto plazo. Esa es la conclusión de un artículo publicado en Current Biology, por un equipo de la Universidad de Friburgo (Alemania) liderado por Martin Schaefer, en el que demuestra que lo que una vez fue una sola población de pájaros se ha dividido en dos grupos aislados reproductivamente en menos de 30 generaciones, a pesar del hecho de que siguen criando en los mismos bosques.

El aislamiento reproductivo entre estas poblaciones de Sylvia atricapilla (curruca capirotada; en la imagen), que viven juntas parte del año, es ahora mayor que el de otras currucas que están siempre separadas por distancias de más de 800 kilómetros.

Esta separación que han observado los investigadores ha sido posterior al reciente establecimiento de una división migratoria entre las poblaciones de currucas de Europa Central, unas migran al suroeste y otras lo hacen al noroeste, como consecuencia de que los humanos comenzasen a ofrecerles comida en invierno.

Lo dos grupos comenzaron a seguir rutas migratorias distintas (invernando en España y el Reino Unido) y afrontaron distintas presiones selectivas. Bajo estas presiones, los dos grupos se han convertido en ecotipos adaptados localmente. Los ecotipos representan el paso inicial en la diferenciación entre las poblaciones de la misma especie. Si los ecotipos continúan por este camino, pueden terminar convirtiéndose en especies separadas.

La nueva ruta migratoria hacia el noroeste es más corta, y esos pájaros se alimentan de la comida suministrada por los humanos en vez de la fruta que consiguen los que migran hacia España. Como consecuencia, los pájaros que migran al noroeste tienen alas más redondeadas, lo que les da mayor maniobrabilidad pero les hace menos eficaces en la migración de larga distancia. También tienen picos más largos y estrechos, que son menos apropiados para comer las aceitunas que comen los que emigran al suroeste.

Si bien aún no sabemos si estos biotipos terminarán siendo especies diferentes (en este caso influiría el hecho de que los humanos somos volubles), estos hallazgos muestran que no es necesaria la separación geográfica completa para que tenga lugar la especiación, lo que se conoce como especiación simpátrica (la especiación que se produce por el establecimiento de barreras geográficas, la considerada “normal”, se llama alopátrica). Hasta ahora se pensaba que la especiación simpátrica era muy rara en especies de alta movilidad, como los pájaros. Estos resultados muestran no sólo que es posible, y que puede suceder en sólo unos años, sino también que los humanos influimos en ella.

Referencia:

Gregor Rolshausen, Gernot Segelbacher, Keith A. Hobson & H. Martin Schaefer (2009). Contemporary Evolution of Reproductive Isolation and Phenotypic Divergence in Sympatry along a Migratory Divide Current Biology : 10.1016/j.cub.2009.10.061

El desbordamiento de un lago provocó una edad de hielo hace 12.800 años en cuestión de meses.

William Patterson, de la Universidad de Saskatchewan (Canadá), y su equipo han presentado en la conferencia BOREAS celebrada en Rovaniemi (Finlandia) entre el 28 y el 31 de octubre pasados, un estudio según el cual el cese de la circulación oceánica noratlántica podría hacer que el hemisferio norte entrase en una edad de hielo en cuestión de meses. Trabajos anteriores indicaban que este proceso podría necesitar decenas de años.

Hace unos 12.800 años el hemisferio norte sufrió una mini edad de hielo, conocida como Dryas Reciente (DR) que duró unos 1.300 años. Las pruebas geológicas muestran que el DR fue provocado por una aportación repentina de agua dulce proveniente del lago glacial Agassiz en América del Norte (en el mapa; su extensión era de 440.000 kilómetros cuadrados, la superficie de Iraq), que se desbordó vertiendo sus aguas en el Atlántico Norte y en el Ártico. La cantidad de agua vertida fue tan considerable, mayor que todos los lagos actuales de América del Norte juntos, que consiguió diluir el cinturón de convección del Atlántico Norte y hacer que se parase.

Sin la influencia cálida de la circulación de este océano las temperaturas en el hemisferio norte cayeron en picado, las capas de hielo crecieron y la civilización humana, simplemente, se deshizo.

Pruebas anteriores procedentes de los núcleos de hielo de Groenlandia habían indicado que este cambio repentino en el clima tuvo lugar a lo largo de una década poco más o menos. Ahora nuevos datos muestran que el cambio fue dramáticamente abrupto, requiriendo unos meses tan solo, un año o dos a lo sumo.

Patterson y sus colegas han creado el registro de mayor resolución del DR hasta la fecha, a partir del lodo de un antiguo lago, el Lough Monreach, en Irlanda. Usando un escalpelo, las capas extraídas de su fondo fueron cortadas en microcapas de sólo 0,5 mm de espesor, lo que representa un período de uno a tres meses.

Los isótopos de carbono en cada microcapa revelaron lo productivo (cuánta vida contenía) que había sido el lago, mientras que el oxígeno daba una idea de la temperatura y del agua de lluvia caída. Al comienzo del DR el nuevo registro muestra que las temperaturas cayeron en picado y que la productividad del lago se paró en el curso de unos pocos años.

Mientras tanto, el registro de isótopos del final del DR indica que la recuperación fue paulatina, necesitó dos siglos, en vez de los diez años que mostraban de nuevo los núcleos de hielo. Lo que tiene sentido, ya que las circulaciones atmosférica y oceánica necesitarían de un tiempo para comenzar de nuevo.

¿Podría ocurrir lo mismo otra vez? Según Patterson et ál., sí. Si la capa de hielo de Groenlandia se derritiese súbitamente, sería catastrófico.

¿Esto te lo he contado ya?

A todos nos ha pasado que hemos empezado a contar una historia o un chiste, y nos hemos dado cuenta en algún momento de que puede que ya se lo hayamos contado a la persona que ahora nos escucha con una sonrisa forzada. El hecho cierto es que nos resulta difícil recordar a quién hemos contado las cosas. Nigel Gopie del Instituto de Investigación Rotman (Canadá) y Colin MacLeod de la Universidad de Waterloo (Canadá) publican un estudio en Psychological Science en el que demuestran que la memoria destino (a quién hemos transmitido una información) es más débil que la memoria fuente (de dónde hemos obtenido una información). Este resultado es relevante para comprender mejor las interacciones sociales, el funcionamiento de la memoria en general y los deterioros de ésta con la edad.

En todos los años que se lleva estudiando la memoria, se han explorado muchos aspectos de ella: a corto y largo plazo, implícita y explícita, autobiográfica, recuerdos falsos y también la memoria fuente. Sin embargo se ha prestado poca atención a la memoria destino. Si bien la fuente de una información que se recuerda puede tener una importancia crucial (¿esto lo he leído en El Mundo Today o en El Mundo?), también la tiene el destino. Por una parte nuestras anécdotas, chistes y cotilleos son un componente básico de nuestra identidad social. Por otra, el repetirse no sólo es embarazoso, puede ser incluso peligroso: pensemos en diplomáticos, mentirosos o cualquiera que intente guardar un secreto, ya sea personal o profesional.

El descubrimiento de Gopie y MacLeod ayuda a explicar varios tipos de interacción social que resultan embarazosos, cuando no fastidiosos. En un experimento, los investigadores hicieron que 60 estudiantes de la Universidad de Waterloo asociaran 50 datos aleatorios (del tipo “el corazón de una gamba está en la cabeza” o “el 8% de los varones es daltónico”) con la cara de 50 personas famosas, como Madonna u Oprah Winfrey. La mitad de los estudiantes le “contaron” cada hecho a una de las caras, leyéndolo en voz alta cuando aparecía la cara del famoso en una pantalla de ordenador. La otra mitad leía el hecho en silencio y veía un famoso diferente un momento después.

Los estudiantes pasaron entonces un test de memoria, asociar datos con caras. Los estudiantes que habían simulado contar los datos lo hicieron un 16 por ciento peor que los que habían recibido los datos en su cerebro mientras veían caras de famosos. Los autores del estudio concluyen que la información “de salida estaba menos integrada con su contexto ambiental [la persona] que la de entrada”.

Esto es consistente con el hecho de que la capacidad de atención es finita, si uno cuenta algo debe restar algo de atención al entorno para prestarla a cómo está diciendo las cosas. Cuando se repitió el experimento pero con datos personales de los sujetos, la memoria destino empeoró significativamente, ya que la persona que lo cuenta presta mayor atención a lo que cuenta.

La consecuencia es que, cuanto más complicada y rica en detalles sea la historia que cuentes (más demandante de atención por tu parte, por tanto) más probable es que te encuentres esa expresión en la cara de tu interlocutor que dice: “es la tercera vez que me lo cuentas”.

Una técnica para acordarse de a quién se ha dicho qué es hacer explícito en la comunicación a quién te diriges. Lo suelen hacer los buenos diplomáticos, agentes secretos, vendedores, jefes y mentirosos. Así, por ejemplo: ¿te he contado, Alvy, lo de nuestra oferta de impresoras?

Esto es precisamente lo que los investigadores comprobaron en su último experimento del artículo. El decir el nombre del receptor (“Madonna, el cerebro de una gamba está en el cerebro”) incrementó la precisión de la memoria destino.

Referencia:

Gopie, N., & MacLeod, C. (2009). Destination Memory: Stop Me if I've Told You This Before Psychological Science, 20 (12), 1492-1499 DOI: 10.1111/j.1467-9280.2009.02472.x

En defensa de los derechos fundamentales en Internet.

Ante la inclusión en el Anteproyecto de Ley de Economía sostenible de modificaciones legislativas que afectan al libre ejercicio de las libertades de expresión, información y el derecho de acceso a la cultura a través de Internet, los periodistas, bloggers, usuarios, profesionales y creadores de internet manifestamos nuestra firme oposición al proyecto, y declaramos que:

1. Los derechos de autor no pueden situarse por encima de los derechos fundamentales de los ciudadanos, como el derecho a la privacidad, a la seguridad, a la presunción de inocencia, a la tutela judicial efectiva y a la libertad de expresión.
2. La suspensión de derechos fundamentales es y debe seguir siendo competencia exclusiva del poder judicial. Ni un cierre sin sentencia. Este anteproyecto, en contra de lo establecido en el artículo 20.5 de la Constitución, pone en manos de un órgano no judicial -un organismo dependiente del ministerio de Cultura-, la potestad de impedir a los ciudadanos españoles el acceso a cualquier página web.
3. La nueva legislación creará inseguridad jurídica en todo el sector tecnológico español, perjudicando uno de los pocos campos de desarrollo y futuro de nuestra economía, entorpeciendo la creación de empresas, introduciendo trabas a la libre competencia y ralentizando su proyección internacional.
4. La nueva legislación propuesta amenaza a los nuevos creadores y entorpece la creación cultural. Con Internet y los sucesivos avances tecnológicos se ha democratizado extraordinariamente la creación y emisión de contenidos de todo tipo, que ya no provienen prevalentemente de las industrias culturales tradicionales, sino de multitud de fuentes diferentes.
5. Los autores, como todos los trabajadores, tienen derecho a vivir de su trabajo con nuevas ideas creativas, modelos de negocio y actividades asociadas a sus creaciones. Intentar sostener con cambios legislativos a una industria obsoleta que no sabe adaptarse a este nuevo entorno no es ni justo ni realista. Si su modelo de negocio se basaba en el control de las copias de las obras y en Internet no es posible sin vulnerar derechos fundamentales, deberían buscar otro modelo.
6. Consideramos que las industrias culturales necesitan para sobrevivir alternativas modernas, eficaces, creíbles y asequibles y que se adecuen a los nuevos usos sociales, en lugar de limitaciones tan desproporcionadas como ineficaces para el fin que dicen perseguir.
7. Internet debe funcionar de forma libre y sin interferencias políticas auspiciadas por sectores que pretenden perpetuar obsoletos modelos de negocio e imposibilitar que el saber humano siga siendo libre.
8. Exigimos que el Gobierno garantice por ley la neutralidad de la Red, en España ante cualquier presión que pueda producirse, como marco para el desarrollo de una economía sostenible y realista de cara al futuro.
9. Proponemos una verdadera reforma del derecho de propiedad intelectual orientada a su fin: devolver a la sociedad el conocimiento, promover el dominio público y limitar los abusos de las entidades gestoras.
10. En democracia las leyes y sus modificaciones deben aprobarse tras el oportuno debate público y habiendo consultado previamente a todas las partes implicadas.No es de recibo que se realicen cambios legislativos que afectan a derechos fundamentales en una ley no orgánica y que versa sobre otra materia.

Este manifiesto, elaborado de forma conjunta por varios autores, es de todos y de ninguno. Se ha publicado en multitud de sitios web. Si estás de acuerdo y quieres sumarte a él, difúndelo por Internet.

Descifrada la estructura de un receptor de glutamato (¡por fin!).

Hasta ahora la estructura de la proteína de un receptor de glutamato intacto era desconocida. Eso es lo que ha conseguido elucidar un equipo dirigido por Eric Gouaux de la Universidad de Oregón de Ciencia y Salud en Portland (EE.UU.). Conocer su forma exacta (en la imagen) no sólo permitirá a los científicos comprender mejor cómo funciona, sino que también permitirá ayudar en el desarrollo de terapias para un amplio abanico de enfermedades, desde la epilepsia al Alzheimer. El trabajo, que aparece en Nature, probablemente sea uno de los más importantes en su campo de los últimos 10 años.

La transmisión de señales entre las neuronas se produce, habitualmente, por la liberación de un neurotransmisor en la sinapsis. Este neurotransmisor, glutamato, por ejemplo, es capaz de unirse a una proteína situada en la membrana de la célula postsináptica, en nuestro ejemplo un receptor de glutamato. Este acoplamiento, que es específico, sólo el glutamato se acopla con su receptor, abre un canal de iones en la membrana que permite la entrada o salida de iones (dependiendo del neurotransmisor que se trate), lo que provoca un cambio en la diferencia de potencial en la membrana, que se transmite a lo largo de la neurona. De esta forma se transmite la señal nerviosa tanto en el cerebro como en el resto del sistema nervioso.

La importancia de las neuronas glutamatérgicas (que segregan glutamato como neurotransmisor), entre otros, en los procesos de la memoria y del aprendizaje es altísima, de aquí la importancia del descubrimiento. El cuadro resultante, además, ha puesto de manifiesto subestructuras que han conseguido sorprender a los investigadores por lo inesperadas.

El equipo de investigadores estudió un receptor de glutamato de rata llamado GluA2. Aislaron las proteínas a partir de las neuronas y consiguieron hacer crecer un cristal a partir de ellas. Para ello bloquearon la conformación en la posición “cerrado”, para favorecer tanto la cristalización como el posterior análisis. Este cristal fue analizado por dispersión de rayos-X, con lo que se consiguió producir una representación tridimensional a nivel atómico de la estructura de una sola proteína.

El receptor GluA2 tiene la forma de una letra Y, y tiene tres partes principales. En la parte de arriba están los dos brazos de la Y, que son los que permiten la modificación del receptor. Debajo está el área a la que se une el glutamato, provocando la apertura del canal iónico. Y abajo del todo está el canal iónico mismo que tiene una forma, según los autores, de un “templo maya” [sic.].

Ahora viene lo sorprendente. El receptor tiene cuatro subunidades, químicamente idénticas, pero que ¡se pliegan de diferente forma! Dos subunidades son completamente diferentes de las otras dos [véase la imagen, cortesía de E. Gouaux et ál.].

La forma de este receptor puede ser ahora tenida en cuenta para diseñar moléculas que puedan funcionar como fármacos que se unan a él. No sólo eso, resultados anteriores, que se basaban en conjeturas sobre la estructura del receptor, pueden ahora ser revisitados con este nuevo conocimiento.

Referencia:

Sobolevsky, A., Rosconi, M., & Gouaux, E. (2009). X-ray structure, symmetry and mechanism of an AMPA-subtype glutamate receptor Nature DOI: 10.1038/nature08624

Cuándo comes puede ser tan importante como qué comes.

Experimentos con ratones revelan que los altibajos diarios en la expresión de genes en el hígado, la cámara de compensación metabólica del cuerpo, están controlados principalmente por la ingesta de comida y no por el reloj circadiano del cuerpo. El estudio lo publica en los Proceedings of the National Academy of Sciences un equipo del Instituto Salk de Estudios Biológicos (EE.UU.) liderado por Satchidananda Panda.

Estos resultados podrían explicar por qué los trabajadores a turnos son especialmente propensos a presentar disfunciones metabólicas como diabetes, altos niveles de colesterol u obesidad, el llamado síndrome metabólico. En efecto, si la ingesta de alimentos determina la actividad de un gran número de genes de forma completamente independiente del reloj circadiano, las horas de alimentación y ayuno tendrán un gran impacto en el metabolismo. No sería el trabajo a turnos por sí mismo el que produce los trastornos metabólicos sino los cambios de turno y los fines de semana, en los que se cambia el horario de comidas.

En los mamíferos, el sistema de regulación circadiano del tiempo está compuesto por un reloj central en el cerebro y “osciladores” en los tejidos más periféricos. El reloj central del cerebro se ajusta con la luz y determina las preferencias diurnas y nocturnas de un animal, incluyendo los ciclos sueño-vigilia y el comportamiento alimenticio. Los relojes de los órganos periféricos son mayormente insensibles a los cambios en el régimen de luz. Por el contrario, su fase y amplitud se ven afectados por muchos factores, incluyendo los momentos de ingesta de alimentos.

Estos relojes marcan la hora mediante el aumento y la disminución de la actividad de los genes según un programa de aproximadamente 24 horas (de aquí el nombre circa-dia-no, casi un día) que anticipa los cambios en el ambiente y adapta muchas de las funciones fisiológicas del cuerpo al momento apropiado del día.

A pesar de su importancia no estaba claro si los ritmos circadianos en la transcripción hepática estaban controlados exclusivamente por el reloj del hígado anticipándose a la llegada de nutrientes o si respondía a la ingesta real de comida.

Para investigar la influencia que la ingesta periódica de alimentos ejerce sobre el oscilador circadiano hepático, los autores pusieron ratones normales y modificados genéticamente sin funcionamiento del oscilador hepático, en programas estrictamente controlados de alimentación y ayuno mientras se monitorizaba la expresión génica en todo el genoma.

El equipo encontró que poner a los ratones en un programa estricto de 8 horas de alimentación/16 horas de ayuno restauraba la pauta de transcripción circadiana de la mayoría de los genes metabólicos en el hígado, incluso en los ratones sin un reloj circadiano. Por el contrario, durante ayunos prolongados, sólo un pequeño subconjunto de los genes continuaban transcribiéndose según una pauta circadiana, incluso si había un reloj circadiano operativo.

En el mundo real no comemos a la misma hora todos los días, por lo que tiene sentido que el incremento de la actividad de los genes metabólicos se produzca cuando más los necesitas. Por ejemplo, los genes que codifican las proteínas para descomponer los azúcares aumentan su actividad inmediatamente después de una comida, mientras que la actividad de los genes que codifican enzimas necesarias para descomponer las grasas es más alta cuando ayunamos. Por tanto un programa de alimentación diario claramente definido pone a las enzimas del metabolismo a trabajar a turnos y optimiza la quema de azúcares y grasas. Los autores creen que esta alternancia podría tener un objetivo primordial: separar procesos incompatibles, como las rutas metabólicas que producen productos oxidantes que pueden dañar al ADN y la propia replicación del ADN.

Referencia:

Vollmers, C., Gill, S., Di Tacchio, L., Pulivarthy, S., Le, H., & Panda, S. (2009). Time of feeding and the intrinsic circadian clock drive rhythms in hepatic gene expression Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.0909591106