EL INCREIBLE PODER DEL OLFATO

A cuenta del libro de una de las sesiones del Club de Lectura de Aquí La Ciencia, (El tío Tungsteno) [...]]]>

EL INCREIBLE PODER DEL OLFATO

A cuenta del libro de una de las sesiones del Club de Lectura de Aquí La Ciencia, (El tío Tungsteno) Oliver Sacks describe su infancia y primera adolescencia en su casa familiar, introduciendo al lector en un inquietante, y por entonces innovador, mundo de la química de los elementos que a finales del S. XIX y principios del XX se descubrían, se clasificaban, se nombraban, se añadían y se quitaban, casi cada día. Él, desde su punto de vista de niño inquieto y escolar travieso, hizo también sus clasificaciones de los elementos químicos que podía comprar en una tienda del barrio o que tenía su tío (el tío Tungsteno) en el museo de su fábrica de bombillas. Observó que algunos elementos tenían un mal olor característico, y Oliver los incluyó dentro de un grupo, muy suyo, que llamó Elementos Apestógenos.

En el libro utiliza unas pocas líneas para dejar constancia de la increíble versatilidad del olfato, que es capaz de diferenciar entre miles de olores diferentes. Si algún lector sigue este LABLOGATORIO, seguro que le interesará saber cómo es posible eso. Cómo funciona el olfato y cómo se las arregla ese sentido para ser tan especial, a pesar de estar considerado un poco en segundo plano, sobre todo con respecto de la vista y el oído.

Evolutivamente, el olfato es seguramente el primer sentido organizado que apareció en los animales, por lo tanto el más antiguo. Por eso está difusamente conectado con todas las estructuras primitivas del cerebro (llamadas cerebro límbico). La percepción de un olor es más emotiva (en cualquier sentido), que la vista de un objeto o el sonido de algo conocido (las vivencias evocadas por un olor familiar es más intensa que ver u oír algo que resulta familiar).

El olfato es un quimiorreceptor: un receptor nervioso cuya misión es detectar la presencia en el ambiente de sustancias químicas, simples (elementos) o compuestas (moléculas) e informar al organismo de ciertas características de esas sustancias. El olfato es capaz de detectar sustancias químicas en suspensión en el aire inspirado en cantidades ínfimas; es fundamental para la percepción del sabor: a este respecto, es de experiencia común que cuando se está resfriado o se tiene la nariz obstruida por alergia o cualquier otra enfermedad, los alimentos carecen de sabor o, al menos, tienen un sabor muy disminuido (véase la diferencia entre gusto y sabor). Eso se debe a que el gusto es un sentido muy limitado pues sólo percibe cinco sabores y, además, no los mezcla. Eso se contradice con la experiencia de cualquiera, pues el sabor de los alimentos se interpreta como una mezcla de sabores. En realidad, la mezcla de “sabores” de los alimentos es una mezcla de olores, pues una sola molécula de las que producen el olor de los alimentos puede estimular a muchas células olfatorias y el cerebro interpreta la respuesta como una mezcla de olores; el olfato también participa en la comunicación social entre animales de la misma y diferentes especies, lo que permite la asociación de los olores con ciertas experiencias y facilita o impide interacciones sociales; por la capacidad de percepción de olores desagradables permite evitar la ingestión de alimentos en mal estado o sustancias potencialmente venenosas, así como detectar la presencia de contaminantes en el aire, entre otras cosas.

Los compuestos químicos que producen una sensación consciente de olor son las sustancias olientes u olores. La humanidad siempre ha tenido interés por ellos y Platón ya describía dos tipos (placenteros y displacenteros). Hoy se sabe que la exquisita sensibilidad del sentido del olfato es capaz de percibir la presencia de 1.000.000.000, (mil millones) de moléculas de un olor en una habitación de dimensiones normales (unos 25 metros cúbicos) (esto que parece un número enorme, tratándose de moléculas es una ínfima parte de UNA molécula-gramo de una sustancia que tiene ¡6,023×10²³ moléculas!: 6.023.000.000.000.000.000.000.000.000, a su vez una ínfima parte del volumen de la habitación) y de discriminar entre más de 10.000 olores diferentes. Y, hablando de moléculas, las características de un olor dependen del tamaño y de la forma de su molécula. De esta manera, moléculas similares en tamaño y forma, se perciben por el olfato como olores similares, pero pequeños cambios en la estructura molecular pueden llevar a grandes variaciones en las propiedades cuantitativas y cualitativas de un olor.

El sistema nervioso de los mamíferos superiores se vale de una especie de esquema general diseñado para los sentidos, que permite que lo que está ocurriendo en el medio ambiente llegue al cerebro y ése lo interprete en forma de consciencia. Los quimiorreceptores olfatorios se distribuyen en una superficie de 4 a 7 cm² en la mucosa nasal y está formado por células nerviosas (neuronas) que se conectan, por las vías olfatorias y en varias escalas, con regiones del cerebro que permiten la consciencia del olor y la respuesta emotiva al mismo. Las neuronas sensoriales son bipolares: tienen dos prolongaciones. Una gruesa y corta, dirigida hacia la superficie, llamada dendrita, y otra fina y larga, llamada axón, que, junto a los de las otras, forma el nervio olfatorio que atraviesa un hueso del cráneo para llegar, en el cerebro, a los llamados bulbos olfatorios donde conectan con otras neuronas cuyos axones continúan la vía para terminar en la corteza cerebral nueva (neocortex) y antigua (paleocortex, corteza límbica), que es una región antigua del cerebro donde se controla parte del comportamiento alimentario y reproductor.

La única forma que tiene el sistema nervioso para comunicarse a distancia, es por una corriente eléctrica que se propaga por los axones de las neuronas, como si éstos fueran cables. Por eso, los receptores necesitan convertir la información que traen las moléculas olorosas en un impulso eléctrico que se propague por los axones. Este fenómeno ocurre en la superficie externa de la dendrita, donde se produce una unión específica entre el olor y una molécula de la membrana de la dendrita que induce la aparición de una actividad eléctrica que se propaga por la célula y el axón. Este proceso se llama transducción quimioeléctrica. Toda la información olorosa recogida por entre 100 y 1.000 receptores converge, al propagarse por los axones del nervio olfatorio, en una sola célula situada en un sitio específico del bulbo olfatorio, donde comienza a elaborarse una respuesta. Cada neurona bipolar responde a muchas sustancias olorosas y, a su vez, cada olor es capaz de estimular a muchas neuronas.

Las vías olfatorias llevan la información eléctrica generada por los olores y elaborada en el bulbo olfatorio a la corteza cerebral donde se distribuye de tal manera que los distintos olores se representan en cúmulos discretos de neuronas corticales. Incluso hay zonas de la corteza en las que cada neurona responde a una sola sustancia olorosa. Esta distribución explica la enorme capacidad del olfato para activar grandes áreas corticales, tanto nuevas (conciencia) como antiguas (instintos y emociones) y habla, además de los que puede ser capaz un sentido del olfato educado, para discriminar olores contenidos en alimentos, bebidas, perfumes… y elementos químicos.

Fuente: Orlando Mora Novaro

Vida artificial: como siempre

Y la historia continúa. Continúa sin sobresaltos y sin novedades. Y se repite. Si hace unos años se levantó un tremendo revuelo [...]]]>

Vida artificial: como siempre

Y la historia continúa. Continúa sin sobresaltos y sin novedades. Y se repite. Si hace unos años se levantó un tremendo revuelo científico-técnico-político-filosófico por la clonación de una oveja, a cuyo resultado le pusieron el nombre de Dolly, ahora el mismo revuelo se está armando con la “célula artificial”. En realidad en una bacteria que es una célula primitiva que no tiene núcleo (llamada científicamente procariota, que significa “antes del núcleo”) que no es artificial, sino una especie de copia del natural. Un genoma sintetizado por una célula es “natural”, mientras que otro, sintetizado por una máquina es “artificial”. Si los dos son idénticos, ¿qué es uno y qué el otro? De hecho, la célula a la que se le ha quitado el suyo (natural) y se le ha inyectado el otro (artificial) se comporta como si fuera una bacteria natural.

Por lo que se ha podido saber (nunca los científicos-industriales dan la información completa), se trata de una máquina “sintetizadora” que ha ensamblado las bases púricas y pirimidínicas (las letras del abecedario del ADN o Ácido Desoxirribo Nucleico: A (adenina), T (timina), C (citosina) y G (guanina), que en lugar de abecedario habría que llamar atecegario) según la secuencia (el orden) establecido en un genoma de la bacteria Mycoplasma mycoides (el apellido de los nombres científicos se escribe con minúscula) que ya habían descifrado y que tenían almacenado en un ordenador. Eso, técnicamente, es más sencillo de lo que parece en cuanto se disponga de una máquina capaz de unir las bases una tras otra en un orden determinado por el programador de dicha máquina. Por otro lado, las técnicas de inyección de ADN a una célula, y de su extracción, es rutinaria en los laboratorios que se dedican a ello, y eso es lo que han hecho con la Mycoplasma. De hecho la clonación de animales se basa en unas técnicas similares que se vienen practicando desde la oveja Dolly. Hasta aquí nada extraordinario. Desde el punto de vista científico, lo más extraordinario que ha ocurrido respecto del ADN, fue el descubrimiento de su secuencia y de su composición y su síntesis en el laboratorio, allá por las décadas de los ‘50 (Watson y Crick, Ochoa) del S. XX. A partir de ahí, todo ha sido tirar del hilo, lo que no quiere decir que haya sido un camino de rosas.

Otro asunto es las implicaciones éticas y filosóficas en un mundo que tiende a buscarle tres pies al gato en cuanto algo nuevo surge en el horizonte. Por ejemplo, las autoridades eclesiásticas ya han puesto el grito en el cielo (¿dónde si no iban a ponerlo?) porque, dicen, el hombre no es dios y no puede crear vida. Más vale que la cree el ser humano, que al fin y al cabo se sabe lo que es y quién es, que cualquier dios, de todos los que ha habido y todavía hay, de los que no se sabe absolutamente nada porque no han tenido la amabilidad de presentarse, y eso que han tenido tiempo y peticiones para ello.

Tres cuartos de lo mismo han hecho las autoridades políticas, poniendo el grito en el mismo sitio que las religiosas (cosa que no es de extrañar, pues con unos u otros dioses, o incluso sin ellos, siempre han ido de la mano), que se apresuran a legislar para que los científicos no se desmadren, no vayan a crear algo que les quite el placer del poder o, incluso el poder mismo. A éstos habría que decirles que no se preocupen, que los científicos no van a quitarles, ni a darles, nada. Serán ellos mismos, lo políticos, los que, aprovechándose del conocimiento científico, propiciarán las condiciones del mal uso del mismo, en contra de unos supuestos enemigos y, las más de las veces, en contra de sí mismos, con el sacrificio de otros que no han tenido nada que ver.

Volviendo al principio (otra vez el círculo), cuando el revuelo de la clonación de Dolly, escribí un artículo periodístico que titulé Dolly, como siempre (La Gaceta de Canarias (Santa Cruz de Tenerife), 1 de marzo de 1997). Cambiando el nombre de Dolly por el de Mycloplasma mycoides, más de diez años después el resto de lo escrito sería lo mismo. Lo que bien poco dice de la capacidad humana de aprender del pasado, o de la ignorancia de los que no se pueden permitir el lujo de ser ignorantes.

Y dando vueltas a la noria (como decía el poeta), resulta que el genoma sintético ha tenido que ser inyectado a una bacteria para que funcione. En realidad, lo que se ha hecho ha sido infectar la bacteria con dicho genoma y ésta, a partir de ese momento, ha comenzado a vivir otra vida, ahora dictada por el genoma inyectado. Al igual que cuando la oveja Dolly ya dije que la naturaleza había inventado antes la clonación con los gemelos homocigóticos (procedentes de un mismo óvulo), ahora hay que decir que la naturaleza ya ha inventado los genomas artificiales, entendiendo por ello aquellos genomas que necesitan una célula viva para reproducirse. Son los virus. Como todo el mundo debería saber a estas alturas, los virus son cadenas de ADN que andan por ahí y que se reproducen cuando infectan células vivas, aprovechándose de sus mecanismos de replicación del ADN e imponiendo a la célula infectada su forma de vida. Lo mismo que hace el genoma sintético con el Mycoplasma. Igual que Dolly. Como siempre.

Fuente: Orlando Mora Novaro

El tío Tungsteno y familia

La sesión de ayer del Club de Lectura fue, como siempre, muy distendida y amena. Nos reunimos para comentar el libro “El [...]]]>

El tío Tungsteno y familia

La sesión de ayer del Club de Lectura fue, como siempre, muy distendida y amena. Nos reunimos para comentar el libro “El tío Tungsteno” de Oliver Sacks, en el que el autor evoca su niñez en Inglaterra, en el seno de una familia de médicos y químicos, marcada por la Segunda Guerra Mundial. Es su tío Dave, el “tío Tungsteno”, quien lo inicia en el mundo de la ciencia.

Coincidimos todos en que el libro está escrito de forma muy amena y fácil de entender, y otorga a la química su verdadera importancia dentro de la vida cotidiana, además de mostrarla desde un punto de vista lúdico, el de un niño que la descubre a fuerza de curiosidad.

En este aspecto, se centró el debate en las diferencias que apreciamos entre la sociedad de mediados del siglo XX y la actual, tanto desde el punto de vista educativo como familiar. Si bien en el libro se muestra que -tal vez debido a las dificultades provocadas por la guerra- las instituciones educativas que en él aparecen dejan mucho que desear y no motivan al alumno, se trata de una sociedad en la que la ciencia aparentemente está más valorada que en la actualidad. Es evidente que el caso particular de Sacks es especial ya que todos los miembros de su familia tienen formación científica, sin embargo los contertulios estuvimos de acuerdo en que actualmente en el sistema educativo cada vez se le da menos peso a la ciencia, y tampoco se motiva especialmente, salvo casos concretos, la inquietud científica desde temprana edad en el seno de la familia.

El debate del miércoles se desvió del tema tratado en el libro, para discutir acerca de la credibilidad de la ciencia en la sociedad actual, frente a las prácticas pseudocientíficas que proliferan y que campan a sus anchas contando incluso con el beneplácito o beneficio, en algunos casos, de los propios científicos -véase ciertos pseudomedicamentos de los que podemos disponer en cualquier farmacia-.

Ya puestos a debatir temas de actualidad, hemos propuesto para la próxima sesión del Club de Lectura el libro “El ecologista nuclear”, de Juan José Gómez Cadenas, del que podéis ver un comentario en este enlace del blog: http://aquilaciencia.es/lablogatorio/el-ecologista-nuclear.

El libro lo comentaremos el 23 de junio a las 20h en Aquí la Ciencia, ¡os esperamos a todos!

Recordad que para esta nueva sesión ya estaremos en el nuevo local, en C/ Vallehermoso 11, entrada por Emilio Carrere. Próximamente pondremos en la Web un mapa de la nueva localización, aunque está muy cerquita de esta…

La credibilidad del científico

Un periodista escribe la crónica de un partido de fútbol, de una erupción volcánica o de la visita del presidente el país vecino, [...]]]>

La credibilidad del científico

Un periodista escribe la crónica de un partido de fútbol, de una erupción volcánica o de la visita del presidente el país vecino, la envía a su periódico, y la publican. Un columnista, un analista político o un escritor famoso envía al periódico un comentario y lo publican, etc. Pero, ¿y los científicos? ¿Cómo publican en las revistas científicas, más o menos acreditadas, los resultados de su trabajo, sus descubrimientos, datos y teorías? ¿Cómo se creen los comités edición de esas revistas los datos que envía el científico a publicar…?

…Estaba contento porque, después de haber realizado los experimentos que había diseñado para tratar de probar su hipótesis, ésta se había confirmado, poniendo de manifiesto algo que nadie antes, hasta donde él sabía, había encontrado. Pensó que debería exclamar ¡eureka!, pero desistió porque los científicos de hoy no exclaman nada. Su preocupación inmediata era comunicar a la comunidad científica sus datos, que, junto a otros muchos suyos o de otros científicos, arrojarían luz al problema del conocimiento cuya resolución le mantenía ocupado, y preocupado, durante años.

Ha vuelto a mirar sus resultados, limpiamente dispuestos en una hoja de “Excel”, donde podían verse columnas y columnas de números, encabezadas por unas palabras o unas ecuaciones. Realmente, era extraordinario. Miraba los resultados, pensaba y escribía. Al cabo de un tiempo (¿semanas?, ¿meses?) por fin, ya tenía en un archivo en el ordenador, o en sus papeles, un escrito para enviar a publicar a una revista. Lógicamente, su interés radicaba en que lo leyera el mayor número posible de colegas. Para ello decidió enviar su manuscrito (se llama así aunque sea un archivo informático) a una revista de gran difusión y que tiene, como se dice en el “argot” de la evaluación de las revistas, un “gran índice de impacto” (que quiere decir que los artículos que publica son leídos y citados por muchos colegas). Dirigió el manuscrito al editor de la revista, acompañado de una atenta carta con un pequeño resumen del contenido del trabajo, y solicitando que sea considerado para su publicación. Al cabo de unos días recibió un acuse de recibo del editor, en el que le asignaba un número y comenzaba una nueva andadura que, él lo sabía por otras veces, podría durar, también, semanas o meses.

Mientras el científico ya se dedicaba a otros experimentos, o quizás a redactar otro proyecto para conseguir fondos -públicos o privados- para hacer nuevos experimentos, la redacción de la revista hacía desaparecer de la cabecera del artículo el nombre del autor o autores, así como la procedencia del mismo. De esa manera anónima, el editor remitió el manuscrito a unos expertos en el tema del artículo. Esos expertos son, a su vez, científicos de reconocida solvencia que trabajan o conocen a fondo el tema del trabajo. El término inglés que denomina a esos expertos es la palabra “peer” que quiere decir “par”, pero no en el sentido de dos (un par de zapatos), sino en el de “iguales” o “colegas”. Así, el editor envió el manuscrito a tres “iguales” del autor (científicos acreditados, sin que sepan quién es aquél) para que emitieran un informe con su opinión acerca de lo que el otro decía que ha descubierto y cómo lo ha descubierto. El número de “pares” (también conocidos como “referees” o “reviewers”) es variable, y depende de cada revista. Algunas, incluso, pedían al autor que acompañara, con la carta de presentación del manuscrito, el nombre de varios colegas que pudieran servir de revisores.

Al cabo de cierto tiempo, que puede ser de semanas o meses, recibió un correo electrónico o una carta (o ambas cosas) del editor. El científico abría su correo mientras pensaba, con cierta ansiedad y nerviosismo, en su contenido. Le desazonaba pensar que aquella carta fuera una escueta nota en la que el editor le agradecía haber enviado el artículo a su revista, al tiempo que lamentaba comunicarle que su manuscrito no había sido aceptado para su publicación. Esas cartas solían terminar diciendo que se acompañaba un archivo, o un sobre, con la opinión de los revisores, y se despedía amablemente, pidiéndole que enviara otro artículo en otra ocasión. El científico, disgustado y nervioso, abriría entonces los archivos de los revisores para leer qué opinaban de su trabajo…

Alguna vez había ocurrido eso. Resultaba, en ese caso, difícil explicar los sentimientos del autor a medida que leía unas opiniones fundamentadas y lógicas, que echaban por tierra toda una etapa de trabajo laborioso y, había creído, impecable en su ejecución. Alguna vez, incluso, los revisores ni se dignaban comentar los errores cometidos en el trabajo, diciendo, simple y llanamente, que estaba absolutamente mal hecho y que no merecía ser publicado en la revista. Cuando los revisores detallaban sus opiniones, al autor le servirían para mejorar su trabajo, realizar tareas omitidas o repetir adecuadamente algunos de los experimentos, cosa que el científico haría cuando se le pasara el sofoco, se serenara y hubiera recapacitado y llegado a la conclusión de que los revisores tenían razón en la mayoría de sus comentarios.

Otras veces, en cambio, la carta o el correo electrónico del editor decía que el trabajo merecía consideración, pero que antes había que modificarlo de acuerdo con la opinión de los revisores. Agradecía su envío, etc., y animaba al autor a revisarlo y enviarlo de nuevo, sin que se garantizara su publicación después de la revisión. Entonces comenzaba para el autor una especie de calvario, pues de entrada, al leer los comentarios de los revisores pensaba que no tenían razón para, poco a poco, darse cuenta de que, la tuvieran o no (en general la tenían), si quería ver publicado su trabajo, tenía que hacerles caso. Eso significaba, primero, revisar el artículo punto por punto como ellos decían; segundo, si se considerara que algún punto no era revisable, discutir con ellos en un ir y venir de opiniones que, en la mayoría de los casos, terminaban dándole la razón a los revisores; tercero, repetir algún experimento siguiendo las instrucciones y, cuarto, reenviar el trabajo corregido y revisado y de nuevo a esperar. La espera, ahora, no solía ser tan larga y, en la mayoría de los casos, se aceptaba el trabajo y se publicará en tal número de la revista, que con un poco de suerte, puede ser antes de un año.

Raramente, a lo largo de todos aquellos años escudriñando el laberinto del conocimiento, recibió alguna comunicación en la que se decía que su trabajo había sido aceptado para publicarlo, que se podía ver que las opiniones de los revisores eran unánimemente favorables, que no necesitaba revisión y que, adjuntas, están las condiciones de publicación entre las que se encuentran, indefectiblemente, la cesión de los derechos a la revista y un coste por página que se incrementa si hay dibujos artísticos y fotografías, y mucho más si tales dibujos y/o fotografías son en color. En ese raro caso, encantado, devolvía inmediatamente los documentos firmados y esperaba ansioso las siguientes comunicaciones hasta que, por fin, veía publicado su trabajo en una revista de cierto prestigio, con la esperanza de que alguien lo leyera y lo considerara lo suficientemente importante para citarlo en algún otro trabajo y discutir sus resultados.

Todo eso pasaba por su cabeza mientras abría aquella comunicación que traía, en unas pocas líneas escritas automáticamente por una secretaria (señorita, por favor, contéstele a este señor con la respuesta número uno, la número dos o la…) el destino último de su apasionante y creativo trabajo…

Tras este procedimiento puede comprenderse por qué los resultados científicos publicados en revistas acreditadas merecen todo el respeto y el crédito. Todo dato que pretenda incrementar el conocimiento -más o menos cierto- de las leyes que rigen el universo, pasa por estas etapas. Por el contrario, todo lo que no pase por ellas, no es digno de crédito ni de respeto. En este último caso, forma parte de una superchería o es cosa de charlatanes cuando no constituye, simple y llanamente, un timo.

Fuente: Orlando Mora Novaro

Las neuronas aristócratas

Al hilo del libro de Eduardo Punset “El viaje al poder de la mente” me parece interesante el siguiente comentario, que constituye uno de [...]]]>

Las neuronas aristócratas

Al hilo del libro de Eduardo Punset “El viaje al poder de la mente” me parece interesante el siguiente comentario, que constituye uno de los capítulos de un libro de próxima aparición, del que soy autor, editado por la Librería-Editorial Aquí la Ciencia y titulado “Cosas del saber” en el que se comenta la opinión de un famoso neurobiólogo español, de cuyo nombre no quiero acordarme, en relación con el cerebro, la mente y los procesos mentales:

LAS NEURONAS ARISTÓCRATAS

Para empezar a entendernos, el piano es el cerebro y la sinfonía es la mente. Tras esta feliz metáfora, el neurobiólogo (fisiólogo, y sabio) deja “colgado” a quien tenga el placer de oírle. Resulta que la mente no existe: solo existen los procesos mentales. La palabra “mente” en sus orígenes, probablemente quiso definir un sustrato material para lo que los espiritualistas llaman “alma” y que es considerada, desde siempre, un misterio. Un misterio, además, inmortal, que nunca dejará de serlo. El proceso mental, Para Einstein, sería “la fuente de toda verdadera arte y ciencia”.

No obstante, los procesos mentales empezaron a comprenderse desde el momento en que dejaron de considerarse un misterio para ser vistos como un problema: los problemas tienen solución, los misterios no. Que el cerebro humano es el sustrato material de la mente, se puede comprobar estudiando muchas pistas. Una de ellas es la que proporciona el análisis de la evolución del cráneo, y el cerebro en su caso, desde los antiguos primates a los homínidos y hasta el Homo sapiens sapiens. Con la evolución aparecen en el cerebro nuevas células que no trabajan en el mantenimiento del organismo (sensibilidad, movimientos, conductas motoras instintivas) sino que, privilegiadas ellas, se dedican a la aristocrática tarea de proporcionar al sujeto conciencia de sí mismo, de los demás y del medio. La aparición de esas neuronas “nobles” (“extraneuronas” ) se corresponde con el incremento de volumen cerebral y con la aparición paulatina de las manifestaciones artísticas del hombre: aquellas cosas que no sirven para nada pero que son bellas y expresan sentimientos y que tan caras han sido siempre a la aristocracia, incluida la de las neuronas. Éstas, las “nuevas”, complican de química, electricidad y conexiones al cerebro consiguiendo que sus variaciones permanentes se manifiesten como procesos mentales.

Se nace con el 20-23 % del peso definitivo del cerebro que crece hasta pasados los veinte años, a medida que se “empapa” del mundo -dice el neurobiólogo- como una esponja se empapa de agua, pero por etapas. Como si se tirara una esponja en el nacimiento de un río, que se va empapando de agua a medida que desciende: si se tira en medio del curso, no empapará agua del nacimiento ni, lo que es peor, nunca podrá hacerlo. Por eso los niños recién nacidos aislados no son capaces de hablar al cabo de diez años y, lo que es más elocuente, no son capaces de aprender lengua alguna. Parece que esa fuera la clave de la dificultad de aprender, de adultos, una lengua extranjera.

Fuente: Orlando Mora Novaro

El cerebro, Bach y Björk

El miércoles 14 de abril nos reunimos los miembros del Club de Lectura de Aquí la Ciencia y, como habíamos quedado, dedicamos [...]]]>

El cerebro, Bach y Björk

El miércoles 14 de abril nos reunimos los miembros del Club de Lectura de Aquí la Ciencia y, como habíamos quedado, dedicamos la sesión a seguir hablando del libro Tu cerebro y la música, de Daniel Levitin. Esta vez, sin embargo, fue una sesión especial: gracias a Enrique, el director de nuestro Club de Ciencia-Lectura, que preparó una serie de archivos musicales -tanto mencionados en el libro como elegidos por él- con los que repasamos las ideas expresadas por el autor en la obra.

Nos introdujimos en el mundo del timbre musical con melodías de Vivaldi, Ottis Redding, Bach o el Bolero de Ravel… para distinguir cómo diferentes instrumentos dan lugar a diferentes timbres que pueden cambiar por completo el concepto que tengamos de una pieza, pero sin impedir que el cerebro sea capaz de reconocerla como la misma canción.

Una de las cosas que destaca Levitin en su libro es la capacidad que tiene el cerebro de anticiparse, de prever lo que va a suceder, de acumular experiencias similares que dan lugar al individuo a esperar un determinado comportamiento o situación. En el mundo de la música esto lleva a que determinados “comportamientos” de las canciones puedan engañarnos o sorprendernos, herramienta que emplean en ocasiones los músicos, consciente o inconscientemente, para que sus piezas resulten más atractivas u originales. Este es el caso de algunas de las composiciones que escuchamos el miércoles en Aquí la Ciencia, como el modo en que Haydn expresa suspense con su música, los silencios repentinos de las piezas de Rock n’ Roll o algunos inicios y finales inesperados de canciones de los Beatles y otros grupos. Como colofón, un tema de Björk, paradigma de lo inesperado.

Tras esta segunda sesión dedicada a Tu cerebro y la música, hemos cambiado de tercio y para mayo leeremos El tío Tungsteno: recuerdos de un químico precoz, novela autobiográfica en la que Oliver Sacks recuerda su infancia londinense en los años de la 2ª Guerra Mundial y nos presenta a su extensa y extraordinaria familia.

El libro lo comentaremos el 12 de mayo a las 20h en Aquí la Ciencia, ¡os esperamos a todos!

Tu cerebro y la música

Tu cerebro y la música es el libro al que hemos dedicado nuestra última sesión del Club de Lectura en Aquí la [...]]]>

Tu cerebro y la música

Tu cerebro y la música es el libro al que hemos dedicado nuestra última sesión del Club de Lectura en Aquí la Ciencia. El autor, Daniel Levitin, dirige el Laboratorio de Percepción Musical, Cognición y Habilidad en la Universidad McGill de Montreal. Tal y como él mismo relata en su obra, antes de ser neurólogo fue un conocido productor de discos (previo paso por una banda de rock moderadamente conocida en San Francisco). Durante esta etapa Levitin comenzó a preguntarse por qué la música parece tan fácil para algunas personas y para otras no y de dónde procede la creatividad.

Estas inquietudes le llevaron a estudiar y realizar un doctorado en neuropsicología. En “Tu cerebro y la música” Daniel Levitin pretende hacer accesible el trabajo y la jerga de los científicos y especialistas en el campo de la música: disminuir el abismo creado entre los que aman la música y aquellos que se dedican a descubrir en profundidad cómo opera en nuestro cerebro.

Dado que el texto es relativamente largo, en esta sesión hemos tratado los cuatro primeros capítulos, que se centran más en la teoría de la música y en una introducción a cómo el cerebro capta los sonidos. Durante la sesión hablamos sobre lo que el autor menciona en la obra respecto a las similitudes entre artistas y científicos. El debate se centró en si los científicos son en cierto modo creadores -la hipótesis científica como elucubración mental-, del mismo modo que el artista tiene en su mente una realidad que expone en su obra y que comienza a existir en ese momento para los demás.

Se habló también de la fisiología del oído, cómo se transmite hasta el cerebro… Esto dio lugar a la controversia de si el sonido realmente existe cuando no hay nadie que lo oiga, dado que en realidad se trata de la vibración de las moléculas y es nuestro cerebro (o el de otros animales) el que lo interpreta a su modo y le da el sentido que conocemos.

Para la siguiente sesión se ha planteado leer otros tres o cuatro capítulos y reunirnos para escuchar algunas de las músicas mencionadas en el libro, para comprobar en conjunto las teorías que propone el autor y pasar un rato ameno.

¡Os esperamos a todos y a muchos más el 14 de abril a las 20h en Aquí la Ciencia!

La experiencia cotidiana está llena de sonidos del ambiente que se oyen, voluntaria o involuntariamente. Unos agradables, otros desagradables. Desde el punto de vista físico, el sonido se produce siempre de la misma manera: [...]]]> Tu cerebro y el sonido

La experiencia cotidiana está llena de sonidos del ambiente que se oyen, voluntaria o involuntariamente. Unos agradables, otros desagradables. Desde el punto de vista físico, el sonido se produce siempre de la misma manera: el aire vibra provocando una onda (como una piedra que cae en un estanque de agua provoca una onda) que llega al oído y el cerebro la percibe como un sonido de características determinadas. Cuando se produce una onda sonora, el objeto que la produce y el aire que la rodea vibran a una frecuencia (ciclos/segundo o Herzios –Hz-) y el sonido percibido por el cerebro es un “tono”. Resulta una maravilla saber cómo la onda sonora llega hasta el cerebro. Para ello, los seres humanos, y otros animales, tienen el sentido del oído.

La vibración se propaga por el aire llegando a la oreja o pabellón auditivo externo continuando por el conducto auditivo externo (ambos constituyen el “oído externo”) hasta la fina membrana del tímpano. Cuando le llega la onda, el tímpano vibra a la misma frecuencia que aquella, haciendo que la onda continúe su camino por el “oído medio”. Curiosamente, a partir del tímpano la onda ya no se propaga por el aire, sino por un medio sólido: tres huesecillos llamados “martillo”, “yunque” y “estribo”. El martillo que se une, por un lado, al tímpano y, por el otro, al yunque que a su vez une el otro extremo al estribo que, finalmente, apoya su final en otra membrana llamada “membrana oval” que cierra una ventana que lleva al “oído interno”, “cóclea” o “caracol”. Los huesecillos y la membrana oval vibran también a la misma frecuencia que el aire exterior y el tímpano.

El hueco del caracol está lleno de un líquido especial que baña unas células nerviosas que parecen minúsculos cepillos, pues por uno de sus lados tiene unos a modo de “pelos” llamados “cilios”, (las células se denominan “células ciliadas”). Sobre los cilios, y apoyada en ellos, se extiende, también a lo largo de todo el hueco del caracol, una membrana que se llama “membrana tectoria”, porque parece como un techo encima de los cilios. Pues bien, al llegar la onda por los huecesillos y la membrana oval, el líquido especial del caracol vibra y su vibración se transmite a todo lo largo del caracol a la misma frecuencia, haciendo vibrar también a la membrana tectoria. Pero, esto es todavía más fascinante, tal membrana no vibra a la misma frecuencia en toda su longitud. Está construida de tal forma, que vibra a altas frecuencias cerca de la base del caracol, sucesivamente, hasta el vértice que vibra con las bajas frecuencias. De esa manera, cada “tono” hará vibrar a la membrana en un lugar determinado: por eso se dice que la membrana tiene una distribución “tonotópica” (“topos” del griego que significa “lugar”) o lo que es lo mismo, que cada tono hará vibrar a la membrana en un lugar distinto y siempre el mismo para el mismo tono (como las teclas de un piano). Cuando la membrana tectoria vibra en un lugar preciso a una frecuencia precisa, hace que los cilios de las células que se encuentran debajo se muevan, activando a esas, y no otras, células. Por lo tanto, las células también tienen una distribución “tonotópica”. La activación de las células libera un neurotransmisor que activa las fibras del “nervio acústico” que comienza a distribuir la información por toda la “vía sensorial acústica”, que conserva su característica “tonotopía”: para un mismo tono siempre se activan las mismas células y viaja por las mismas fibras, llegando a los mismos lugares de la corteza cerebral.

A partir de aquí, la frecuencia, y otras características del tono, como la intensidad (el “volumen”), ya no se propaga como una onda a una frecuencia determinada, sino como señales eléctricas generadas por las fibras nerviosas en función de la cantidad de neurotransmisores liberados en las diversas estaciones de la vía sensorial. Esas señales viajan a lo largo de dichas fibras para transmitirse a través de una cadena de neuronas a diversas estructuras del cerebro, a ambos hemisferios, hasta diversas partes de la corteza cerebral, donde se produce la percepción del sonido con sus características típicas…

Fuente: Orlando Mora Novaro

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Fuente: Orlando Mora Novaro

El ecologista nuclear

Debo confesar que, hasta estos días, he sido, si no ferviente, sí tibio partidario de la clausura y eliminación de las centrales nucleares (termonucleares [...]]]>

El ecologista nuclear

Debo confesar que, hasta estos días, he sido, si no ferviente, sí tibio partidario de la clausura y eliminación de las centrales nucleares (termonucleares para más exactitud), llevado por las noticias de los medios, por las campañas de los ecologistas radicales y por la desinformación que tanto unos como otros proporcionan. En las últimas semanas han caído en mis manos varios libros de comunicación y divulgación científica que me han hecho ponerme a estudiar los fundamentos de la radioactividad y de la generación de energía a partir de la misma y de los combustibles fósiles, así como de las otras llamadas “energías ronovables” o “alternativas”. Por eso publiqué en este “LaBLOGatorio” un comentario acerca del libro “Física para futuros presidentes”, que analiza la situación desde un punto de vista “usamericano”, y una nota en la que resumía las características de la radiactividad, su origen, su presencia en el mundo y su supuesta influencia en la salud humana.

Hoy vuelvo a asomarme en esta ventana que me proporciona “Aquí la Ciencia” para comentar otro libro: “El ecologista nuclear”, por Juan José Gómez Cadenas (Ed. Espasa, 2009) y las cosas que dice. Es un libro entretenido que se lee como una novela de misterio, cargado de datos reales expuestos para que todo el mundo los entienda, del que emana una extensa cultura de su autor y no exento de cierta literatura poética que suaviza la aspereza de los datos científico-técnicos. Yo, como originario de las Islas Canarias, no puedo pasar por alto un error geográfico del autor que sitúa el Roque de los Muchachos (Isla de la Palma, Provincia de Santa Cruz de Tenerife) en la isla de Gran Canaria (Provincia de Las Palmas). He enviado una nota a la editorial y le perdono el lapsus geográfico, por otra parte frecuente en los habitantes del continente cuando se refieren a las Islas Canarias.

El Prof. Gómez Cadenas hace hincapié en un hecho que parece que no está suficientemente claro para todo el mundo: el gran problema del planeta hoy y ahora es el cambio climático (calentamiento global) producido, probablemente, por el “efecto invernadero” de las emisiones de bióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. Este CO2 procede, casi exclusivamente, de la combustión de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), que se utilizan para la generación de electricidad y en el transporte, casi al cincuenta por ciento. Por lo que se sabe, la única manera de detener el calentamiento global, en el supuesto de que aún se esté a tiempo, es dejar de emitir CO2 a la atmósfera, lo que significa dejar de utilizar los combustibles fósiles nombrados más atrás. Para ello no hay más alternativa que la sustitución, cuanto antes, de dichos combustibles por otros que sean renovables y ecológicos: la energía solar (fotovoltaica y termosolar), hidroeléctrica, eólica y … nuclear (centrales termonucleares).

Sí. Energía nuclear que resulta ser renovable y ecológica… a pesar del problema de los residuos, que si hacemos caso de los datos que se pueden leer en el libro, y comprobar en multitud de estudios y trabajos científicos, cuyas referencias se encuentran a lo largo y al final del mismo, es, hoy por hoy, la única alternativa viable a los combustibles fósiles y, lo que debería resultar definitivo, la única fuente de energía limpia y barata que no emite CO2 (las nubes que se ven salir de las enormes chimeneas de las centrales nucleares so eso: nubes, vapor de agua). Las otras fuentes de energía renovable, al día de hoy, exceptuando la eólica, la hidraúlica (en España, así como en otros numerosos países del mundo, la energía hidroeléctrica es escasa, por razones obvias) y la termosolar mixta con gas natural (véanse en el libro las razones por las que han de ser mixtas), está todavía “en mantillas”, es cara, emiten más CO2 indirecto (en los procesos de fabricación y construcción) que las mismas centrales nucleares, son mucho más caras (1 kwh obtenido de un panel fotovoltaico es cinco veces más caro que el obtenido de una central termonuclear), etc. A pesar de todo, el consumo de carbón y gas natural para las centrales eléctricas térmicas es solo la mitad del problema, según el autor. La otra mitad es el petróleo (gasolina, gasoil y queroseno) utilizado en el transporte y que se quema, entre otros, en absurdos automóviles de gran potencia (todoterrenos y deportivos principalmente) y cuya alternativa eléctrica todavía está por llegar.

A lo largo de casi 250 páginas, el autor hace un análisis profundo y serio del consumo y la producción de energía en el mundo, de las emisiones de CO2, del cambio climático, de los residuos radiactivos, su génesis y tratamiento, Al final, se cae por su propio peso una propuesta y una apuesta por un mundo mejor y más equilibrado, energéticamente hablando, en el que el ahorro energético, tan de moda en los últimos tiempos, sólo está en las manos del 20 % de la población mundial, mientras que el otro 80% no sólo no puede ahorrar, sino que necesita más energía para salir de la miseria.

Si alguien lee esto y quiere saber muchas cosas de la energía en general y de la energía nuclear en particular, que añada en su mesilla de noche este libro. Le permitirá discutir con sus amigos y adversarios acerca de unas cosas de las que, en general, nadie sabe nada con cabeza y casi siempre discute con el corazón lleno de errores.

Fuente: Orlando Mora Novaro

En las últimas semanas se está hablando y escribiendo mucho de los residuos radiactivos procedentes de las centrales nucleares y su almacenamiento. Los párrafos que siguen resumen la información recopilada por un profano en la [...]]]> Hoy menú: residuos nucleares

En las últimas semanas se está hablando y escribiendo mucho de los residuos radiactivos procedentes de las centrales nucleares y su almacenamiento. Los párrafos que siguen resumen la información recopilada por un profano en la materia, que le han permitido formarse una opinión a este respecto.

La radiactividad es un fenómeno físico natural que consiste en la explosión del núcleo de un átomo que libera una enorme cantidad de energía que se expande -a veces a la velocidad de la luz- en forma de radiación. Ésta puede ser electromagnética (rayos alfa, beta y gamma) o corpuscular (electrones, positrones, neutrones…). Los núcleos de los elementos radiactivos terminan transformándose en núcleos de otros elementos (el más famoso, uranio, terminará estabilizándose al transformarse en plomo…). Se llama periodo de semidesintegración, semiperiodo o semivida al tiempo que transcurre hasta que la cantidad de radiactividad de un elemento radiactivo se reduce a la mitad de la cantidad inicial. Por ejemplo, si el uranio 238 tiene una semivida de 4.510 millones de años, quiere decir que al cabo de ese tiempo se habrá desintegrado la mitad de los núcleos de una cantidad determinada. Sería necesario otro periodo igual para que se desintegrase la mitad de la mitad restante, y así sucesivamente. De esa manera, prácticamente nunca dejará el uranio de ser radiactivo, pues siempre habrá la mitad de la mitad de alguna cantidad por desintegrarse.

En el planeta Tierra existe en el ambiente una radiactividad natural de diversa procedencia e intensidad. Aunque las mayores fuentes de radiactividad son artificiales (pruebas de bombas nucleares, centrales nucleares y pruebas médicas), a continuación se transcriben algunos datos de la radiactividad natural en España (según el Consejo de Seguridad Nuclear):

1: RAYOS CÓSMICOS, radiación que llega del espacio;

2. RADÓN, procedente del uranio que se encuentra naturalmente en la tierra;

3.RAYOS GAMMA, que es emitida por la tierra y los edificios, ya que están construidos con materiales procedentes de la tierra. Además, alrededor de 30.000 átomos emisores de rayos alfa y beta se desintegran cada hora en los pulmones, procedentes del aire que se respira;

4. ALIMENTOS Y BEBIDAS, siendo el potasio 40, procedente de los alimentos, y los mariscos, la fuente principal de radiación interna;

5. LLUVIA RADIACTIVA. Es una radiactividad artificial liberada en la atmósfera principalmente por pruebas nucleares, que se deposita lentamente sobre la tierra.

La dosis media anual que recibe una persona en España es de unos 0,22 rem (véase más adelante), pudiendo llegar, en algunas zonas de la península como Galicia y algunas zonas del Mediterráneo hasta los 4,15 rem. Se sabe que esta radiactividad natural no es nociva para el organismo humano, al menos no más allá de la responsabilidad que se le atribuya sobre las probabilidades de sufrir algún tipo de enfermedad a lo largo de la vida. Pero si estas u otras radiaciones, en cantidad suficiente, alcanzan un cuerpo vivo, pueden causar daños que van desde una pequeña lesión hasta el cáncer y la muerte.

El riesgo para el ser humano que se expone a radiación se mide en unidades “rem” (acrónimo de roentgen equivalent men), definidas por la cantidad de radiación absorbida y el tipo de radiación: 1 rem es el resultado de la absorción de dos mil millones de rayos gamma (los peores y más penetrantes de todas las radiaciones) por centímetro cuadrado de superficie del cuerpo. A este respecto, se calcula que la dosis necesaria para producir con seguridad un cáncer es de 2.500 rem, pero una dosis pequeña aumenta el riesgo a padecer cáncer (el riesgo de cualquier persona de padecer un cáncer durante toda su vida es del 20 % y el incremento de ese riesgo después de una dosis de 100 rem es del 4 %). Hasta 100 rem no ocurre nada apreciable, aunque, a la larga, pueden aumentar el riesgo de aparición de cáncer. Hasta 200 rem producen síntomas de “enfermedad radiactiva” o “radiotoxemia”, en general reversibles. Por encima de 200 rem, las radiaciones causan grandes daños que pueden llegar a la muerte.

Las centrales nucleares, como todo el mundo sabe, utilizan elementos radiactivos para calentar agua que, transformada en vapor, incide a presión sobre una turbina que, al girar, genera energía eléctrica (miren por dónde, las centrales nucleares son centrales de vapor…). Los combustibles utilizados son uranio-235 y plutonio-239 (que también es un residuo que se puede utilizar para fabricar bombas nucleares). Ambos se obtienen “enriqueciendo” el uranio-238, que es el 99,3 % del uranio natural.

Las centrales nucleares son un hecho y no se puede volver atrás como si nunca hubieran existido. El funcionamiento de los reactores nucleares genera residuos radiactivos, algunos de los cuales, como el plutonio-239 tiene una semivida de 24.000 años, lo que quiere decir que al cabo de ese tiempo todavía le quedará la mitad de la radiactividad que tiene hoy. Otro residuo es el estroncio-90, más peligroso que el plutonio, con una semivida más corta y, por consiguiente, mucho más radiactivo (unas mil veces más que el uranio). Dado que los residuos existen, aunque no se hicieran más centrales nucleares, puede que sea mejor almacenarlos en un sitio que reúna las máximas garantías de seguridad, que dejarlos más o menos sueltos por ahí, alrededor de las mismas centrales, como ahora.

Los estudios que han llevado a las autoridades a proponer los almacenes que se están utilizando, garantizan un grado de seguridad tal que se calcula que, al cabo de 300 años, las probabilidades de que se produzca un cataclismo que haga que escape del almacén la totalidad de los residuos almacenados, es del 1 %. Incluso, calculan, sería aceptable una probabilidad del 100 % que en esos 300 años se escapase del almacén un 1 % de los residuos o el 10 % de que se escapase el 10 %. En cualquiera de los casos, la radiactividad que llegaría al ambiente y a los acuíferos no incrementaría significativamente la natural del lugar. No es lógico esperar una seguridad del 100 % porque el coste de la misma sería infinito, y nadie, nunca, estará en condiciones de gastar una cantidad infinita de recursos… entre otras cosas porque los mismos recursos no son infinitos.
El que esto escribe ya tiene una opinión respecto del almacén… ¿y ustedes…?

Todos los datos científicos que se han expuesto proceden de fuentes debidamente acreditadas, no han sido inventados ni manipulados y pueden ser comprobados y ampliados por el lector accediendo a la información pública de la Junta de Energía Nuclear de España, los libros de texto de la enseñanza secundaria y del bachillerato de ciencias (deberían serlo también del de letras y otros) y del libro de Richard A. Muller titulado “Física para futuros presidentes” (Ed. Antoni Bosh. Barcelona, 2009).

Fuente: Orlando Mora Novaro