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Mediante la formulación de modelos matemáticos de ciertos procesos neuronales, se logra caracterizar el funcionamiento de las neuronas en la corteza visual.
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Un equipo del Instituto de Óptica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IO-CSIC), en colaboración con científicos del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ha desarrollado un modelo matemático que explica con mayor precisión cómo trabajan las neuronas de la corteza visual, la región situada en la parte posterior del cerebro encargada de procesar la información que llega desde los ojos.
El estudio, publicado en la revista Journal of Neuroscience, abre la puerta al diseño de redes neuronales artificiales más fieles al funcionamiento real del cerebro.
“Nuestro modelo proporciona una mejor comprensión de los procesos neuronales, ya que logra explicar una serie de resultados experimentales para los que los enfoques tradicionales no son satisfactorios”, explica Marcelo Bertalmío, investigador del IO-CSIC y líder del trabajo.
El nuevo enfoque amplía el modelo clásico propuesto en 1959 por David Hubel y Torsten Wiesel, que describe la organización jerárquica del procesamiento visual. Aunque ha sido fundamental para entender la visión, este modelo no logra explicar ciertos fenómenos que ocurren en el córtex visual. Los investigadores señalan que una de sus principales limitaciones es que no incorpora el papel de las dendritas, estructuras que actúan como receptores de impulsos nerviosos y son esenciales para la transmisión de información.
Para superar estas carencias, el equipo ha introducido abstracciones matemáticas de procesos neuronales internos que hasta ahora no se habían tenido en cuenta, en parte por su complejidad. “También se asumía que el modelo clásico sería suficiente para explicar cualquier fenómeno”, añade Bertalmío.
Avances con impacto en inteligencia artificial
Además de mejorar el conocimiento sobre el cerebro, este avance tiene implicaciones para el desarrollo de redes neuronales artificiales. El modelo podría permitir crear sistemas computacionales más precisos, capaces de reproducir propiedades clave del cerebro, como la estabilidad frente a perturbaciones.
Las redes neuronales artificiales son modelos inspirados en la estructura y el funcionamiento de las neuronas biológicas. Se utilizan en inteligencia artificial y en técnicas de machine learning y deep learning para tareas como el reconocimiento de patrones y la resolución de problemas complejos.
El equipo trabaja ahora en ampliar el modelo para incorporar variaciones temporales, validarlo con resultados experimentales y explorar su aplicación en sistemas de visión por computadora.
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Trabajo de referencia | Ilias Rentzeperis, Dario Prandi, and Marcelo Bertalmío. A neural model for V1 that incorporates dendritic nonlinearities and back-propagating action potentials. Journal of Neuroscience. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1975-24.2025
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Los profesores José María Martín Olalla, de la Universidad de Sevilla, y Jorge Mira Pérez, de la Universidad de Santiago de Compostela, cuestionan el manifiesto difundido por la Sleep Research Society en el que se defiende la adopción del horario de invierno de forma permanente.
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El cambio estacional de hora no afecta a la duración del período de luz diurna —fenómeno natural ajeno a las convenciones humanas— sino que permite optimizar su uso aprovechando la luz matinal para realizar actividades y así conseguir más horas de ocio diurno. Este es el eje sobre el que se asienta el artículo que los profesores de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) y la Universidad de Sevilla (US), Jorge Mira Pérez y José María Martín Olalla, han publicado en la revista Sleep y en la que analizan la naturalidad y utilidad del cambio estacional de la hora en respuesta a un manifiesto de la Sleep Research Society que pide su fin en Estados Unidos y la adopción de la hora de invierno de forma permanente. En relación con el cambio de hora que en Estados Unidos se llevará a cabo el próximo 12 de marzo, los investigadores consideran que “la cancelación de la práctica no mejorará el escenario actual en el rango de latitudes sobre el que se sitúa Estados Unidos”.
No obstante, opinan que el cambio de primavera llega demasiado pronto en Estados Unidos, y el cambio de otoño se retrasa demasiado, lo que incide especialmente en las personas con jornada laboral más adelantada. A juicio de los investigadores, si se admite que las fechas de los cambios de hora deben modificarse en beneficio de la población, el cambio de primavera debería producirse tras el equinoccio, principios de abril, como ocurría en Estados Unidos hasta el año 2007. “De la misma forma, si el cambio de otoño llegara a principios de octubre, como era hasta 1954, muchos trabajadores y niños en edad escolar dejarían de estar sometidos a las estresantes horas crepusculares de las mañanas de octubre”, explican en su trabajo los autores.
Los investigadores continúan señalando que las sociedades modernas, regidas por horarios preestablecidos, solo pueden regular estacionalmente su actividad a golpes de una hora, como se hace con el actual cambio. Los inconvenientes momentáneos de esta alteración, según los expertos, se compensan con una mejor alineación del inicio de la actividad con el amanecer. En su trabajo apuntan que, en la práctica, la población no varía sus horarios tras los cambios, un indicio del éxito de la medida, advierten Jorge Mira Pérez y José María Martín Olalla. “No es fácil mantener un piñón fijo de reloj todo el año, cuando las horas de salida del Sol cambian de invierno a verano, aliviamos esa necesidad cambiando estacionalmente la hora, y si no lo hiciéramos, cambiaríamos estacionalmente los horarios de trabajo”, matizan.
Preadaptación
Los autores subrayan el hecho de que el día invernal es corto, lo que condiciona la actividad humana; mientras que la noche estival es también de menor duración, lo que condiciona la conciliación del sueño; y ello con independencia de hacer o no el cambio de hora. “Destacamos que el amanecer invernal y el anochecer estival están separados por doce horas, con independencia de la latitud. Si la actividad humana se inicia con el amanecer invernal y se emplea la regulación estacional de la hora, entonces el inicio de la actividad humana en verano y el anochecer estival están separados por once horas, probablemente suficiente para un sueño adecuado. Aquellos que tienen un inicio de la actividad más temprano que la hora del amanecer invernal pueden notar que la regulación horaria es menos adecuada en verano. Pero es de destacar que la propia regulación ha ayudado a evitar que la actividad humana se desarrolle antes del amanecer invernal”, explican.
“En verano o te acuestas temprano, poco después de anochecer, o te levantas tarde, mucho después de amanecer”, explica Jorge Mira, quien ha sido miembro de la comisión del Gobierno de España para el análisis de la hora oficial. José María Martín Olalla, investigador en los usos sociales del tiempo, con especial énfasis en la adaptación humana al ciclo estacional de la luz y oscuridad, añade “conocemos los inconvenientes de practicar el cambio de hora, es decir, las molestias de cambiar el reloj dos veces al año; olvidamos sus ventajas y desconocemos los inconvenientes de no haberlo practicado”.
La mayor preocupación de la comunidad cronobiológica y del sueño reside en los riesgos que produce el salto de una hora. En este sentido los autores proponen una adaptación preventiva alterando, por ejemplo, la alarma del despertador en las semanas anteriores al cambio de primavera en cuatro etapas de quince minutos, tres etapas de 20, o dos de 30. El cambio de hora en Europa se realizará el domingo, 26 de marzo, mientras que en Nueva Zelanda, Australia y Chile tendrá lugar el domingo, 3 de abril.
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Trabajo de referencia | osé María Martín-Olalla, Jorge Mira, It is time to understand daylight saving time, Sleep, Volume 46, Issue 3, March 2023, zsac309
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El Music Technology Group del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de la UPF pone en marcha el proyecto "Retos y Oportunidades en la tecnología musical", con la intención de reflexionar sobre cómo las tecnologías que despuntan hoy influirán en la música de los próximos años.
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Muchas de las acciones cotidianas que realizamos hoy pasan por dispositivos que utilizan algoritmos de inteligencia artificial (IA). Cedimos cada vez más espacio a la tecnología porque nos hace la vida más sencilla y práctica. Pero cuando escuchamos música, quizás no somos tan conscientes de cómo la IA ya se ocupa de buena parte de la producción y creación de las canciones, ni de la tecnología que hay detrás de los softwares para aprender a tocar un instrumento o de los recomendadores que nos seleccionan la música que más nos gusta en Spotify.
En unos años, ¿qué relación tendremos con los dispositivos y aplicaciones con los que consumimos música?, ¿cómo sabremos si la canción que escuchamos ha sido creada por un compositor humano o máquina?, ¿de quién será la autoría de una pieza creada con IA?,¿cómo vamos a controlar la privacidad de los datos personales en los recomendadores musicales?, ¿cómo nos ayudará la tecnología a archivar el contenido musical para que sea accesible en las próximas décadas?
El Music Technology Group (MTG) del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) ha puesto en marcha el proyecto llamado: "Retos y Oportunidades en la tecnología musical", con la intención de reflexionar sobre cómo las tecnologías que despuntan hoy influirán en la música de los próximos años. Los procesos de creación, difusión, aprendizaje y escucha de la música se están transformando a ritmos acelerados con la inteligencia artificial, y lo harán aún más con el 5G, el blockchain o el metaverse. Pero todavía no existe una fotografía clara de lo que comportarán estos cambios en el futuro, ni cómo impactarán en la sociedad.
Cultura musical crítica hacia la tecnología
"El proyecto propone un debate abierto para conocer la opinión, necesidades y preocupaciones de expertos musicales y consumidores finales. Se llamará a la participación a profesionales de la industria musical, creadores, oyentes, estudiantes de música, archivistas y personas desarrolladoras de tecnologías musicales", explica Xavier Serra, director del MTG.
La primera fase –durante los meses de septiembre y octubre de este año– consistirá en una recogida de voces a través de entrevistas y grupos de trabajo nline. En una segunda fase, se convocará un taller de debate –hacia noviembre–, con charlas y mesas de discusión, para poner en común los resultados de las entrevistas con más voces. A finales de año, se elaborará un documento público que sirva para orientar al sector musical a avanzar con tecnologías más justas y transparentes.
Además, Serra asegura que "el proyecto no quiere quedarse únicamente a nivel académico, sino que aspira a ser un referente para la ciudadanía, de modo que sirva para tener una mirada crítica respecto a los aspectos más controvertidos de la tecnología aplicados a la música."
Más de 25 años investigando el impacto en la sociedad
El Grupo de Tecnología Musical (MTG) de la Universidad Pompeu Fabra realiza desde 1994 proyectos de investigación que buscan captar el impacto de la tecnología en la sociedad. Tiene una gran influencia en la comunidad científica internacional y en el desarrollo futuro de la IA. Actualmente, cuenta con 50 expertos dedicados a las tecnologías aplicadas a la creación, consumo, educación y conservación musical. El Reactable (instrumento digital interactivo), el Vocaloid (sintetizador de voz por cantar) o el Freesound (plataforma de intercambio de sonido) son algunos de sus proyectos más emblemáticos.
El proyecto "Retos y Oportunidades en la tecnología musical" cuenta también con el apoyo de la iniciativa MusicAIREE (financiada por la Unión Europea en el marco del programa Music Moves Europe) y el Ayuntamiento de Barcelona.
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Los agentes morales artificiales y la IA explicable, dos sistemas que permiten configurar algoritmos que respeten los derechos humanos.
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Si no se tiene en cuenta la ética, la Inteligencia Artificial puede cometer errores graves. (Foto: Freepik)
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Beatriz González | UOC
Han pasado ya dos décadas desde que el investigador Gianmarco Veruggio acuñara el término roboética en alusión a la ética de la robótica, un campo de la ética aplicada que estudia las implicaciones positivas y negativas de la robótica. El objetivo es evitar el mal uso de los robots y de productos y servicios basados en la inteligencia artificial (IA) contra la humanidad. "Dado que la IA se encuentra cada vez en más y más sectores de nuestras vidas (trabajo, educación, ocio, relaciones sociales, etc.), los efectos que los algoritmos detrás de esas aplicaciones de la IA pueden tener sobre las personas, la sociedad y el mundo entero son cada vez potencialmente mayores", afirma Joan Casas-Roma, investigador del grupo Smartlearn, de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC).
"Fuck the algorithm"
Un ejemplo es lo ocurrido durante la pandemia de la COVID-19 en el sistema educativo británico, que usó un sistema automatizado para, a través de los datos existentes de los estudiantes, predecir la nota que se estimaba que habrían obtenido en un examen que, debido al confinamiento, no se pudo llevar a cabo. ¿El resultado? La insatisfacción general. Bajo el eslogan "Fuck the algorithm", los estudiantes salieron masivamente a la calle cuando se publicó la predicción del algoritmo, que resultó ser, en opinión de los propios profesores y profesoras, extremadamente inadecuada. Como explica Joan Casas-Roma, en este caso, la decisión de delegar la predicción de la nota por completo a un sistema de IA que solo tenía en cuenta los datos de los estudiantes que había en el sistema, en lugar de contar con la experiencia y el conocimiento de sus docentes, estuvo a punto de poner en riesgo la educación y el futuro educativo de muchos de esos estudiantes. Debido a las protestas masivas, el gobierno británico decidió no usar esa predicción automatizada. Sin embargo, no siempre existe la posibilidad de dar marcha atrás.
"Lamentablemente, se pueden poner muchos ejemplos de cómo, si no se tiene en cuenta la ética, la IA puede cometer errores graves. Algunos de los casos más conocidos están relacionados con la existencia de sesgos e injusticias en técnicas de machine learning o aprendizaje automático", señala el investigador de la UOC, y cita el caso de un sistema automatizado usado en los procesos de selección de una importante compañía multinacional, que resultó tomar decisiones claramente desfavorables hacia las candidatas mujeres debido a que los datos usados para entrenar el sistema ya mostraban una desigualdad de género importante en posiciones similares a las que se ofertaban. Otro caso en el que los datos elegidos para automatizar decisiones resultaron ser problemáticos es el del sistema de recomendación judicial de los EUA que, debido al sesgo racista que había en los datos policiales acerca de crímenes y criminales, mostraba recomendaciones claramente desfavorables hacia personas afroamericanas.
"Quienes tenemos que incorporar los códigos éticos somos las personas que programamos las máquinas y que tomamos decisiones con los datos que estas nos brindan", señala Anna Clua, profesora e investigadora líder del grupo Comunicación para la Transformación de la Esfera Pública (AGORA), adscrito a los Estudios de Ciencias de la Información y de la Comunicación de la UOC, y añade que "las máquinas no piensan. Hacen". Según Clua, el uso de la IA debe ser ético por definición allá donde se aplique, "ya sea en las aplicaciones de nuestros teléfonos móviles o en los algoritmos con los que los hospitales criban las urgencias. El reconocimiento de los derechos de las personas, así como el cumplimiento de las leyes (como la de protección de datos), es una condición sine qua non de la utilización de la IA desde todos los campos", afirma.
IA explicable y agentes morales artificiales
La lista de ejemplos con efectos éticamente adversos en sistemas de IA es mucho más larga. Fue una de las razones que llevaron a la Unión Europea a publicar unas directrices éticas para una IA fiable, basada en un conjunto de principios que el diseño ético de los sistemas de IA deben respetar, con recomendaciones acerca de cómo integrar esos principios en el diseño de los sistemas y algoritmos. Y recientemente, el Consejo de la Información de Catalunya publicaba un estudio del que también se han extraído una serie de recomendaciones para el buen uso de los algoritmos en las redacciones de los medios de comunicación. Se trata de recomendaciones en plena sintonía con el código deontológico de la profesión periodística.
No son los únicos pasos que se han dado para intentar que la roboética sea una realidad. De hecho, el campo de la IA ética se ha convertido en un área de investigación importante. De ello se hablará en el seminario web de data science de la UOC, que se celebrará mañana miércoles bajo el título Preguntas frecuentes en la inteligencia artificial. En él, a partir de diferentes casos de estudio, se revisarán los principios éticos para una inteligencia artificial confiable y se reflexionará sobre cómo aplicar la tecnología sin vulnerar los derechos humanos.
Como explica el doctor en Representación del Conocimiento y Razonamiento de la UOC, Casas-Roma, entre las líneas de investigación que están centrando más esfuerzos se encuentra el tratamiento y el procesado de los datos para evitar que un sistema de IA basado en aprendizaje automático extraiga correlaciones sesgadas e injustas, por ejemplo, a través de datos demográficos que no están relacionados con la decisión que la IA debe tomar. "En esta área, los esfuerzos se dirigen a entender cómo se deben recoger, procesar y usar los datos para identificar, prevenir y mitigar la aparición de patrones basados en características que, además de ser irrelevantes desde un punto de vista causal para la decisión que debe tomarse, reproducen decisiones sesgadas e injustas hacia determinados colectivos sociales", indica el investigador de la UOC.
Otra de las líneas que se está explorando en la investigación de la IA ética se basa en integrar formas para poder seguir, entender y valorar las decisiones tomadas por un sistema de IA. Es el campo conocido como IA explicable o explainable AI (XAI), "que busca evitar el efecto 'caja negra' en la que, dados unos datos de entrada concretos, un sistema de IA toma una decisión específica, pero sin que exteriormente un humano pueda entender qué proceso de razonamiento ha llevado al sistema a tomar esa decisión, y no otra diferente. En este sentido, el campo de la XAI busca acercar el razonamiento que sigue un sistema de IA a una forma de razonamiento entendible para un usuario humano".
Además, hay otro campo que se está investigando en el área de la llamada moralidad artificial. Se trata de la posibilidad de crear agentes morales artificiales o artificial moral agents (AMAs). Estos agentes incorporarían, como parte de su código y de los procesos de razonamiento seguidos, "una forma de identificar, interpretar y valorar la dimensión moral de las decisiones que se toman para asegurarse de que dichas decisiones son éticamente aceptables". Se trata de un reto que se enfrenta a cómo representar, computacionalmente, algo tan complejo y contextual como la ética.
"La ética, tal y como la entendemos vivida en una sociedad humana, tiene que ver con unos principios generales, pero también con las particularidades de cada caso, con los derechos humanos y el espacio y el potencial de crecimiento que toda persona debería poder tener, además de tener sus propias variaciones culturales e históricas. Antes de poder integrar un código moral general en una IA, seguramente deberíamos poder capturar y representar toda esa complejidad y contextualidad en un lenguaje tan específico como el lenguaje computacional y matemático. Y ese es, ahora mismo, un reto que tiene más de humano, que de tecnológico", afirma Joan Casas-Roma.
Para hacer frente a ese reto, los expertos consideran imprescindible la implicación de profesionales de todos los ámbitos, ya que los datos están presentes en todos los sectores. "No sirve decir que son competencia única del campo de las ingenierías o las ciencias de datos. El buen uso de la IA compete a los cuadros profesionales de las administraciones públicas y de las empresas privadas de cualquier ámbito, ya se use a gran escala o a pequeña escala", afirma la profesora de la UOC. Pero, además, se necesita también la implicación de los consumidores y de la ciudadanía. "Una mayor conciencia del derecho a la información nos haría más exigentes a la hora de pedir rendición de cuentas a quien no use la IA de manera socialmente responsable", asegura Anna Clua.
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Un equipo internacional de científicos, liderado por la Universidad de Granada (UGR), identifica por primera vez un conjunto de 267 genes relacionados con la creatividad y que diferencian al Homo Sapiens del Homo Neanderthalensis (Neandertal) y del chimpancé. La investigación apunta que estos genes supusieron su ‘arma secreta’ para evitar la extinción.
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La creatividad, el ‘arma secreta’ del Homo Sapiens, supuso una gran ventaja frente a los Neandertales jugando un papel importante en su supervivencia. Así lo considera un equipo internacional de científicos, liderado por la Universidad de Granada (UGR), que ha identificado por primera vez un conjunto formado por 267 genes que diferencian al Homo Sapiens del Neandertal.
Este importante hallazgo científico, publicado en la prestigiosa revista Molecular Psychiatry (Nature), apunta que estas diferencias genéticas relacionadas con la creatividad fueron las que permitieron a los Sapiens desplazar a los Neandertales en el pasado. Es la creatividad la que confirió al Homo Sapiens ventajas más allá de las puramente cognitivas, favoreciendo una mayor adaptación al medio que a los homínidos hoy extintos, al proporcionales una mayor resistencia al envejecimiento, las lesiones y las enfermedades.
Este hallazgo es el resultado de una investigación interdisciplinar que aúna la Inteligencia Artificial (IA), Genética Molecular, Neurociencias, Psicología y Antropología, y supone el quinto artículo consecutivo que publica este equipo de investigadores en una de las más prestigiosas revistas científicas del área describiendo la personalidad humana.
Los 267 genes identificados como exclusivos del Homo Sapiens por estos científicos forman parte de un grupo más grande de 972 relacionados con la personalidad en adultos sanos, descubiertos también por los mismos autores. En trabajos anteriores, demostraron que esos 972 genes están organizados en 3 redes casi disjuntas de características de la personalidad y que integran el aprendizaje y la memoria.
Evolución de las redes genéticas
“Estas redes han evolucionado de una manera escalonada. La más primitiva surgió en monos y simios hace unos 40 millones de años, y es responsable de la reactividad emocional, es decir, regula los impulsos, el aprendizaje de hábitos, el apego social y la resolución de conflictos”, explican los investigadores de la UGR. Hace menos de 2 millones de años surgió la segunda red, que regula el autocontrol intencional, es decir, la autodirección y cooperación para el beneficio mutuo. Por último, hace unos 100.000 años surgió la red de autoconciencia creativa.
El estudio que se publica esta semana puso de manifiesto que los genes de la red más antigua, la de reactividad emocional, eran casi idénticos en Sapiens, Neandertal y chimpancé. Sin embargo, los genes de autocontrol y autoconciencia de los neandertales estaban a medio camino entre los de los chimpancés y el Homo Sapiens.
La mayoría de estos 267 genes que distinguen a los humanos modernos de los Neandertales y chimpancés son genes reguladores de ARN y no genes codificadores de proteínas. Estos últimos son casi todos iguales en las tres especies y esta investigación pone de manifiesto que lo que las distingue es la regulación de la expresión de sus proteínas por los genes que se encuentran solo en humanos. Mediante el uso de marcadores genéticos, datos de expresión génica y de imágenes de resonancia magnética de cerebro integradas en base a técnicas de Inteligencia Artificial, los científicos pudieron identificar las regiones en las que esos genes y los genes con los que interaccionaban estaban sobreexpresados. Estas regiones están involucradas en la autoconciencia y la creatividad humanas, incluidas aquellas regiones fuertemente asociadas con el bienestar humano y de reciente aparición filogenética.
Una mejor resistencia
Además, “estos genes confirieron al Homo Sapiens una mayor aptitud física que a los homínidos hoy extintos, al proporcionales una mayor resistencia al envejecimiento, las lesiones y las enfermedades”, apuntan los autores. Con ayuda de datos genéticos, los investigadores pudieron estimar a partir de estos genes que la adaptabilidad y el bienestar de los Neandertales eran aproximadamente del 60 al 70% de los Sapiens, lo que significa que la diferencia de aptitud física entre ellos era grande.
Los hallazgos tienen amplias implicaciones para comprender qué permitió a los Sapiens desplazar a los Neandertales y otras especies en el pasado geológicamente reciente. Los autores lanzan como hipótesis que la creatividad puede haber proporcionado ventajas selectivas al Homo Sapiens más allá de sus ventajas puramente cognitivas.
“Vivir vidas más largas y saludables puede haber prolongado el período de aprendizaje juvenil y adolescente, que facilita y permite la acumulación de conocimiento. Esta es una característica notable de los humanos conductualmente modernos, y es un factor importante en el éxito económico y social”, destacan. La creatividad pudo haber alentado la cooperación entre individuos para promover el éxito de sus descendientes y su comunidad, permitiendo la innovación tecnológica, la flexibilidad de comportamiento y la disposición exploratoria necesarias para permitir que el Homo Sapiens se expandiera por todo el mundo con más éxito que otros linajes humanos.
En los cinco estudios publicados por estos investigadores en la misma revista de Nature se ha determinado y contrastado con múltiples fuentes de datos que el comportamiento humano no está solamente fijado ni determinado por nuestros genes, sino también por múltiples interacciones con el entorno. “Podemos aprender y adaptarnos según nuestra experiencia, incluso hasta el punto de modificar la expresión de nuestros genes. La creatividad humana, la prosocialidad y la longevidad saludable surgieron como respuesta a la necesidad de adaptarse a las duras y diversas condiciones que había entre hace 400.000 y 100.000 años”, destacan los científicos de la UGR.
Este trabajo es un ejemplo de cómo el uso de técnicas de IA y un tratamiento de los datos sin ningún tipo de sesgo puede ayudar a resolver incógnitas sobre la evolución del ser humano. Los resultados obtenidos abren la puerta al desarrollo de nuevas líneas de investigación para promover el bienestar humano, ayudándonos a adaptarnos creativamente a superar situaciones críticas.
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Trabajo de referencia | Zwir, C. Del-Val, M. Hintsanen, K.M. Cloninger, R. Romero-Zaliz, A. Mesa, J. Arnedo, R. Salas, G.F. Poblete, E. Raitoharju, O. Raitakari, L. Keltikangas-Järvinen, G. de Erausquin, I. Tattersall, T. Lehtimäki, C. R. Cloninger. Evolution of Genetic Networks for Human Creativity. Mol Psychiatry 2021, https://doi.org/10.1038/s41380-021-01097-y (in press).
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El investigador del ICE y descubridor de Proxima b explica el diseño de una ciudad sostenible en Marte y habla de la necesidad de generar una economía espacial.
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Guillem Anglada-Escudé es doctor en astrofísica e investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE- CSIC) con un contrato Ramón y Cajal desde 2019. Es experto en exoplanetas, análisis de datos y exploración planetaria. Ha liderado el equipo de la red internacional Sustainable Offworld Network (SONet), que ha diseñado el proyecto Nüwa: un modelo de desarrollo sostenible en Marte que quedó entre los 10 finalistas del concurso convocado por la organización The Mars Society el año pasado. Se puede conocer más sobre este proyecto en la exposición “Marte. El espejo rojo” del Centro de Cultura Contemporánea de Barcelona (CCCB), abierta hasta el 11 de julio, en la que Anglada-Escudé ha participado activamente.
Anglada-Escudé también es el investigador principal del equipo que descubrió el exoplaneta más cercano a la Tierra en 2016: Proxima b. Lidera el equipo del proyecto Red Dots, centrado en la detección de los planetas terrestres más cercanos al Sol, y es miembro del consorcio CARMENES. En los últimos años, ha trabajado como investigador posdoctoral en Carnegie Insitution for Science en Estados Unidos, en la Universidad de Göttingen, en Alemania, y como profesor en la Universidad Queen Mary de Londres, en Reino Unido.
El astrofísico Carl Sagan dejó un mensaje para los y las astronautas que vayan a Marte en el futuro, en el que decía que no sabía por qué queremos ir a Marte, pero que se alegraba de que estuvieran ahí. ¿Por qué queremos ir a Marte?
Queremos investigar Marte, igual que queremos investigar la Antártida o cómo funciona la Tierra, y Marte tiene elementos muy peculiares en el sistema solar. Básicamente es ver si la vida puede iniciarse en otro sitio que no sea la Tierra. Si la respuesta fuera afirmativa y encontráramos registro fósil de alguna forma de vida, eso indicaría que el Universo probablemente esté lleno de vida. Esto puede ser en Marte o en las lunas de Júpiter. Si había vida en Marte con las condiciones que hubo, que se parecen a las de la Tierra, significaría que la vida es un fenómeno ubicuo y que, por lo tanto, no estamos solos.
En Marte encontramos dos cosas: por un lado, el origen de la vida; y, por otro lado, el hecho de intentar vivir en sitios distintos, intentar salir del planeta, ver si se puede vivir fuera de la Tierra. Hay quien piensa que Marte sirve como bote salvavidas por si algo ocurre en la Tierra, pero no creo que sea un bote salvavidas. La exploración planetaria –no la espacial– nos fuerza a salir de nuestra zona de confort, tomar perspectiva y reformular cosas muy fundamentales. Eventualmente, establecer un nuevo asentamiento o una nueva sociedad en Marte probablemente nos daría las soluciones a muchos problemas que tenemos en la Tierra también.
¿Qué le diría a alguien que le preguntara qué beneficios puede aportar la exploración espacial en el contexto actual de pandemia?
Esta es la pregunta que tiene que responder toda la ciencia básica. ¿Qué necesidad hay de estudiar física cuántica, cómo se comportan las partículas o ciertos animales? Al final, es conocimiento que se acumula y se entrelaza y ayuda a progresar. El progreso real no ocurre centrándose en un área especializada, sino cuando se integra lo que se aprende de Marte con lo que se aprende en física cuántica y lo que se aprende en biología. Es uno de los terrenos fértiles para desarrollar conceptos nuevos.
Nos dirán que el espacio es muy caro, pero esto es muy falaz: no es cierto que sea caro. Hay un problema de percepción y comunicación. Se percibe que son unas cantidades enormes de dinero, pero porque es [un gasto] muy puntual: va condensado en una misión o en un instrumento. El progreso viene de entrelazar conocimiento de varias ramas. La exploración espacial, sobre todo la humana, parece más cara. Poner el factor humano hace una ciencia más humana también, más con la cultura, con el sitio, con experimentar. Invita a que el resto de la población, como sociedad, contribuya. No es ciencia solo, es exploración.
Colidera la inciativa Sustainable Offworld Network (SONet), que investiga el asentamiento humano en otros mundos, en especial la Luna y Marte. ¿Nos espera un futuro multiplanetario y sostenible? ¿Cómo se puede lograr la creación de asentamientos sostenibles en otros planetas sin caer en la depredación?
El tema de sostenibilidad en SONet viene dado por dos aspectos. Uno es querer establecer una base en Marte para que sea independiente y pueda operar y crecer; y, el otro, la sostenibilidad de la Tierra. Lo que no se puede hacer es conquistar el sistema solar y continuar gastando recursos. Esto es a lo que vamos: a generar una economía que no dependa de la Tierra, que no sea continuamente alimentada a base de depredar más la Tierra, sino que llegue un momento en el que contribuya positivamente. Se puede llegar a esto de muchas formas.
Podemos empezar a limpiar la superficie del planeta de ciertas infraestructuras que hemos estado usando por cuestiones históricas. La producción de energía podría hacerse en el espacio: tenemos toda la energía del Sol para lo que queramos. No estoy hablando de dentro de 10 años, igual estoy hablando de dentro de un siglo. A largo plazo es una solución de civilización. Hay espacio de sobra en millones y millones de kilómetros cuadrados para placas solares, y todo sin tocar la Tierra para empezar a descargarla de muchas cosas. Esa es un poco la visión de sostenibilidad a largo plazo.
¿Qué otras actividades económicas pueden hacerse en el espacio que liberen a la Tierra de esas cargas?
Podríamos hacerlas todas eventualmente. Por ejemplo, la manufactura de semiconductores, que se necesitan para hacer placas solares y para toda la tecnología, en principio. O las comunicaciones, básicamente todas: se pueden tener estaciones grandes de telecomunicaciones desde el espacio y liberar la Tierra. En el espacio, hay ciertas ventajas. Ahora mismo no compensan los contras, porque no tenemos infraestructura en el espacio; pero cuando estamos en el espacio, estamos en un vacío muy alto, no hay una atmósfera que se contamina y se pueden tener las cosas mucho más controladas.
¿Puede contribuir SONet a mitigar el cambio climático en la Tierra?
Directamente no, porque no es nuestro objetivo como organización, pero uno de los objetivos de SONet a medio plazo es hacer demostradores de ciudades marcianas donde se implementen formas de operar que sean directamente sostenibles. Se utiliza lo que hay: dióxido de carbono para condensarlo en material orgánico, para empezar manufacturas... Esto necesita desarrollarse. Me dirán que esto lo podemos hacer aquí en la Tierra sin la excusa de Marte y no me lo creo, porque llevamos 2.000 años de civilización y como sociedad no nos hemos puesto nunca a hacer esta inversión.
Tenemos otro proyecto, muy preliminar, en el Ártico. Estamos debatiendo con una universidad para ver si podemos utilizar técnicas de construcción en el Ártico y a la vez proporcionar lo que se sabe de cómo operar en otros planetas, como usar nuevos minerales de forma que no se necesite carbón para hacer una implementación de una vivienda. Es un ejemplo del tipo de cosas que queremos hacer de cara al cambio climático y eso nos inspira para implementar soluciones aquí en la Tierra.
¿Cómo sería Nüwa, el proyecto de ciudad sostenible en Marte?
Hay aspectos muy particulares, pero, por ejemplo, se usarían los recursos tal cual están allí. Marte tiene dificultades porque tiene baja presión y problemas de radiación, así que usaríamos sus montañas, sus acantilados y su roca para construir dentro. La ciudad está insertada en la roca, no está en la superficie. El recurso no es el petróleo o el agua: el ambiente en sí es un recurso que se puede usar. Si la ponemos en el acantilado, tiene luz natural que puede entrar por los laterales y en la roca, y te da la verticalidad de una ciudad que está condensada.
Es una ciudad: no es una base científica o una base militar. Cuando la dimensionamos, contamos con que tiene que haber infraestructuras, transporte, un número de metros cuadrados, de volúmenes y de comida por persona para que puedan tener una vida confortable. Trabajamos con un despacho de arquitectos que se llama ABIBOO Studio, que se dedica a diseñar ciudades en India y en Estados Unidos. No se trata de mandar a gente allí a que sufran, sino que gente decida ir allí porque es una forma distinta de vivir. Y después, cómo se organicen culturalmente dependerá mucho del modelo de inmigración.
Al final, la única preocupación que queda es el consumo de energía y de trabajo: se necesitan unas 10 veces más energía para mantener a gente viva y que la ciudad se desarrolle que la que se necesita en la Tierra. Un factor 10 es grande, pero no es un factor 1.000 ni 1.000.000, sino que está en el orden de magnitud. La idea es que esa carga extra la hicieran las máquinas: inteligencia artificial, estandarización industrial, etc.
Se han enviado rovers a Marte a lo largo de los últimos 20 años, pero todavía no se ha enviado ninguna misión tripulada. La NASA tiene como objetivo hacerlo a lo largo de la década de 2030. En caso de disponer de la tecnología y los recursos, ¿cuándo se podría establecer esta ciudad sostenible en Marte?
Esa es la predicción que haría un economista de cómo funcionaría la próxima década o dos, pero eso deja de funcionar cuando suceden eventos disruptivos. Yo creo que es plausible cuando tengamos naves de alto tonelaje. Cuando SpaceX o la Agencia Espacial China tengan estas naves para cargar 20 o 30 toneladas a la superficie de Marte, va a ser automático, va a empezar el proceso de construcción de bases en la Luna y en Marte. Y cuando eso ocurra, todos estos planes a 10 años van a dejar de tener sentido.
Físicamente y tecnológicamente estamos listos para hacerlo, es una cuestión de si queremos hacerlo o no. Me gustaría que entendiéramos todos con el ejercicio de Marte que con que un 10% de los países se organizara, sería suficiente para empezar ese esfuerzo. No es barato, pero es económicamente factible si una fracción de la población no muy grande del mundo se coordina.
Yo no me aventuraría a decir que dentro de 10 años vamos a estar trayendo rocas de vuelta desde Marte. Puede que en 10 años tengamos bases permanentes en la Luna y estemos haciendo manufactura en la Luna, y esto cambie completamente la economía. En este sentido, quiero ser más optimista. El futuro guarda más sorpresas de las que esperamos; si no, sería muy aburrido.
Fue el investigador principal del equipo que descubrió el exoplaneta más cercano que se conoce: Proxima b. ¿Qué tienen de especial Proxima b y su estrella Proxima Centauri?
Si hay vida más allá de la Tierra y queremos ser capaces de reconocerla, la forma más fácil es intentar buscar planetas parecidos al nuestro. Si buscas planetas en enanas rojas, que son estrellas unas 10 veces más pequeñas que el Sol, esos planetas son más fáciles de detectar. Tenemos las técnicas y desarrollamos la metodología para encontrar ese tipo de planetas, y esa metodología la aplicamos a la estrella más cercana al Sol, que es Proxima Centauri. Estas enanas rojas son las estrellas más comunes en el Universo y cada vez está más claro que prácticamente todas tienen planetas terrestres, pero entonces no lo sabíamos. ¿Por qué es relevante comparado con otros? Porque es la estrella más cercana al Sol.
Proxima b y otros están definiendo cómo va a ser la instrumentación de la próxima década. Lo que queremos ver ahora es si estos planetas pueden albergar vida o si hay evidencia de actividad biológica o química exótica en su superficie y de aquí la relevancia en que está convergiendo todo. Son sitios donde es plausible que haya vida de alguna forma y tenemos la capacidad tecnológica –o podemos desarrollarla ya– como para explorar, espectroscópicamente al menos, sus atmósferas y ver si hay señales de cosas peculiares.
Descubrir Proxima b lo situó en la lista de los diez científicos más relevantes de 2016, según la revista Nature. ¿Qué supone un reconocimiento así en el campo de la astrofísica?
Científicamente, mucho menos de lo que la gente se piensa. Eso te da visibilidad, pero no tanto en la ciencia, sino fuera de ella. Me ha permitido hablar con gente a la que no hubiera tenido nunca acceso: políticos, periodistas, pensadores, ingenieros, empresarios, innovadores, gente a la que los científicos normalmente no vemos.
Tengo la espina clavada porque yo tenía la idea de que podía pedir financiación para continuar una investigación, pero eso no ocurrió. Me di de bruces con la realidad. No me abrió muchas puertas científicamente. Sin embargo, entré en contacto con gente que incluso ves que lo que deciden mueve el mundo.
También ha liderado el equipo del proyecto Red Dots, para la detección de planetas terrestres más cercanos al Sol. ¿En qué fase se encuentra el proyecto ahora?
Red Dots es peculiar. Funciona muy bien, ahora científicamente más que comunicativamente, pero tiene un problema muy importante. Es una continuación de Pale Red Dot, el proyecto de Proxima Centauri, entonces siempre está a la sombra. Encontrar Proxima b tendría que haber sido la culminación y fue el principio. Red Dots continúa funcionando, es muy eficiente, es un gran proyecto y continúo involucrado. Como quería empezar a trabajar en otras cosas, como lo de Marte, he pasado la supervisión y dirección a Sandra Jeffers, que trabaja en el Instituto Max Planck para la Exploración del Sistema Solar en Göttingen.
Es la misma campaña, las herramientas que desarrollamos para Proxima Centauri ahora las estamos aplicando sistemáticamente a unas pocas estrellas y vamos barriendo el entorno del sistema solar inmediato para detectar estos planetas más cercanos y que pueden ser más fácilmente caracterizables, pero es un ejercicio de detección. En materia de exoplanetas, el siguiente gran paso va a ser la caracterización de los mismos.
¿Esto va a llegar antes que Marte o no? Creo que nos saldría más a cuenta desarrollar la infraestructura para poder manufacturar desde el espacio antes de meternos a hacer estas megamisiones. Yo estoy muy emocionado con los planetas terrestres cercanos, pero no sé si va a repercutir lo suficiente en la sociedad como para justificar el gasto que supondría. En cambio, veo muy claro que con una base en Marte o en la Luna, donde se desarrolla, se hace ciencia in situ, la gente va y lo experimenta, puede haber un avance mucho más significativo en la sociedad.
Ha participado en el consorcio CARMENES, del que forman parte científicos y científicas de 11 instituciones españolas y alemanas. ¿Cómo es este tipo de trabajo con equipos internacionales multidisciplinares? ¿Ha cambiado con la pandemia?
No ha cambiado mucho, de hecho. Las colaboraciones que hemos hecho son puntuales. El tipo de colaboraciones como Red Dots o proyectos como SONet, en vez de tener recurso líquido, consiste en buscar colaboradores que sean expertos en otros temas para poder operar. Mi especialidad aquí es coordinar y organizarnos con herramientas multimedia, ver cómo repartir el trabajo, crear grupos... En CARMENES estoy como participante de consorcio, junto con 200 personas más. Es una colaboración distinta, más rígida en sus objetivos. Voy colaborando, participando en los artículos, pero también tiene que extenderse mucho más en el tiempo.
Personalmente, puedo hacer proyectos como el de Marte una vez cada año como máximo porque me consumen mucho personalmente, e incluso con las colaboraciones se crean fricciones y hay que gestionar los grupos. Esta es la dificultad más grande: encontrar el punto justo donde un número mínimo de gente esté incentivada para participar y lo quieran hacer no porque les pagues, sino porque también ellos aprenden y les sirve para su desarrollo.
Aparte del proyecto Pale Red Dot, que tenía como objetivo comunicar el proceso de búsqueda de Proxima b, ha participado en otras iniciativas de divulgación científica. ¿Cómo cree que se puede mejorar la comunicación con el público general para acercar el trabajo científico?
Lo primero: tener muy claro qué quieres hacer y a quién quieres llegar. Cuando diseñas un ejercicio de comunicación en divulgación para público general, luego es difícil medir si ha funcionado o no. Ahora se puede cuantificar con redes sociales, pero antes era complicadísimo. Que quieres mejorar la percepción de la ciencia en tu pueblo, ¿cómo lo vas a cuantificar? Que quieres que los políticos sean más sensibles con algo, igual deberías diseñar tu campaña para los políticos, las instituciones o los gobiernos. Yo conozco científicos que han sido invitados al Congreso de Estados Unidos para hablar sobre exoplanetas, y los congresistas les preguntaron directamente sobre si vamos a encontrar vida y si tiene implicaciones para la gente en su día a día. Aquí nos falta un poco de esa interacción.
¿Qué proyectos están en su horizonte? ¿Hacia dónde le gustaría orientar su carrera científica en el futuro?
Ahora estoy muy involucrado en SONet, en hacerla crecer. También en exoplanetas, siguiendo las cosas que se desarrollan, como usar métodos de inteligencia artificial para el análisis de datos de exoplanetas o hacer investigación básica con métodos de machine learning (aprendizaje automático). Continúo trabajando en CARMENES y contribuyo en la misión CHEOPS de la Agencia Espacial Europea (ESA), en el equipo científico. Mirando hacia el futuro, aparte de SONet y el desarrollo de la economía espacial, científicamente, también estamos mirando un consorcio europeo llamado LIFE para hacer un interferómetro desde el espacio para hacer imagen directa de exoplanetas cercanos.
¿Qué le llevó a estudiar astrofísica y dedicarse a la investigación? Entre 2002 y 2004 fue concejal. ¿Fue difícil elegir entre todos sus intereses?
Fui concejal en el ayuntamiento de Ullastrell, pero nací en Terrassa (Barcelona). Quería estudiar ciencias, lo tenía bastante claro, estaba muy aficionado a la ciencia ficción, a películas como Star Wars, y acabé leyendo un libro de Kim Stanley Robinson: Marte Rojo. Eso fue lo que me hizo decantarme por la exploración del espacio. Me daba igual qué tipo de astronomía fuera, pero lo que quería hacer era ciencias planetarias, astrofísica…
También estaba metido en asociacionismo juvenil en mi pueblo y me puse en el Ayuntamiento para intentar reforzar el tejido asociativo, que se estaba destruyendo. Estaba a media tesis cuando fui concejal y tuve que escoger, porque era demasiado las dos cosas a la vez. Escogí la investigación porque me llenaba más en ese momento y me parecía que era la forma de hacer del mundo un sitio mejor. No sé si hoy habría tomado la misma decisión, pero creo que fue la adecuada. Opté por trabajar y ser experto en algo y si quiero dedicarme a la política en el futuro, que no lo he descartado, poder contribuir como experto de manera más positiva.
¿Qué le diría a aquellos y aquellas jóvenes que quieran dedicarse a la astrofísica?
Primero, que la astrofísica, las ciencias del espacio o las ingenierías no se estudian solamente para ser académicos. Cuando uno ha estudiado Física, Ingeniería o Matemáticas, ya es un científico, tenga un doctorado o no, trabaje de lo que trabaje después. Tiene una forma mental diferente de enfocar los problemas.
Uno necesita una motivación: ir a Marte, ser astronauta, desarrollar la vacuna contra el sida… Pero pocos van a hacerlo directamente con sus manos. La ciencia no es solo esa gente que lo hace con sus manos, sino las instituciones, las empresas, toda la sociedad, y podemos contribuir mucho fuera de lo que es el camino académico clásico. Mi sueño es que haya más permeabilidad, es decir, que la gente pueda estudiar, trabajar unos años en la empresa, volver a la academia, desarrollar su tesis doctoral y, con ese bagaje, volver a la empresa o al sistema académico de forma no precaria. Esa permeabilidad creo que es una tendencia que tendrá que ir ganando terreno.
Entrevista realizada por Alba Calejero del departamento de comunicación del Institute of Space Sciences (IEEC-CSIC).
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La empresa de base tecnológica Inbrain, cofundada por investigadores del CSIC, logra 14 millones de euros para desarrollar su nueva tecnología.
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La empresa Inbrain desarrolla implantes cerebrales basados en grafeno / ICN2/IMB
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La compañía Inbrain Neuroelectronics, una empresa de base tecnológica cofundada por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), busca decodificar las señales del cerebro para lograr terapias neurológicas inteligentes basadas en grafeno que puedan tratar enfermedades neurológicas como la epilepsia, el párkinson y otras enfermedades neurológicas. La compañía diseña microdispositivos inteligentes para implantarlos en el cerebro, capaces de descodificar señales cerebrales con una elevada fidelidad, y que puedan servir en el tratamiento terapéutico adaptado a la condición clínica de cada paciente.
Inbrain Neuroelectronics prevé transformar el tratamiento de las enfermedades neurológicas. Sus dispositivos implantables están basados en electrodos de grafeno, que permiten una fabricación miniaturizada en la nanoescala, con el potencial de llegar a una resolución que permita leer la actividad de las neuronas de una en una. Las extraordinarias propiedades del grafeno –ligero, biocompatible, flexible y extremadamente conductivo- son incorporadas en dispositivos mucho más pequeños que son más seguros de implantar y pueden ser programados, actualizados y recargados sin cables, según explican los investigadores.
Conducido por inteligencia artificial, el implante puede aprender del cerebro del paciente y provocar respuestas adaptadas para ofrecer una terapia neurológica personalizada. Además, la gestión de big data permitirá llevar a cabo de forma remota la monitorización del dispositivo y el proceso de datos. La tecnología ya ha sido validada in-vitro e in-vivo, y los ensayos de biocompatibilidad y toxicidad han sido un éxito.
Las interfaces de cerebro existentes se basan en metales (como el platino y el iridio), con restricciones importantes en la miniaturización y la resolución de la señal y, por lo tanto, responsables de numerosos efectos secundarios. Como consecuencia, existe una tasa de rechazo del 50% en los pacientes candidatos. La tecnología disruptiva de Inbrain Neuroelectronics, basada en grafeno, prevé superar las limitaciones de las interfaces neuronales basadas en metales.
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La aplicación desarrollada por la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) ofrece instrucciones acústicas en un vocabulario accesible y con mensajes precisos para guiar a los usuarios en situaciones de emergencia.
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El equipo de investigación del área de Tecnología Electrónica y del Laboratorio de Tecnologías de la Información en la Educación (LITE) de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) se ha basado en las tecnologías de seguimiento y localización de personas y objetos en entornos interiores, analizando las normativas europeas y locales para la evacuación segura de personas con discapacidad cognitiva en casos de emergencia en el interior de edificios. El objetivo de este trabajo ha sido implementar soluciones tecnológicas adaptadas a las necesidades específicas de estas personas, facilitando así su orientación y promoviendo su autonomía en situaciones cotidianas, pero principalmente en escenarios de emergencia.
Los usuarios podrán seguir instrucciones directas y con un vocabulario accesible. “Utilizaremos señales acústicas, mensajes con frases cortas y un lenguaje sencillo para facilitar su comprensión, dado que en ambientes hostiles y de emergencia, donde hay humo o fuego, la lectura de la pantalla del dispositivo es prácticamente nula y los mensajes de audio son los medios de comunicación más eficaces”, explica María Teresa García Catalá, investigadora del área de Tecnología Electrónica.
Los resultados obtenidos, publicados en la revista científica Behaviour & Information Technology, permiten adaptar las soluciones existentes para exteriores a los entornos interiores para superar con éxito los obstáculos de estos espacios y ofrecer una herramienta adaptada para los usuarios con dificultades de simbolización y abstracción de las señales. “Es una solución tecnológica usable y accesible para usuarios con discapacidad cognitiva, sobre todo, en situaciones de alto estrés como una situación de emergencia”, destaca la investigadora.
Las aplicaciones de esta investigación en el futuro son múltiples. Por un lado, en el campo del desarrollo tecnológico de sistemas de localización y guiado en entornos interiores, se puede adaptar la tecnología a colectivos de personas con necesidades especiales. Por otro lado, el estudio realizado servirá para el desarrollo de nuevas aplicaciones para el guiado y localización de interiores en situaciones de emergencia, que pueden ser adaptadas a personas con discapacidad cognitiva, pero también para otros usuarios.
Soluciones punteras para el guiado en interiores
El desarrollo de aplicaciones adaptadas para el guiado accesible y universal es una de las líneas de investigación que desde hace años estudian en el área de Tecnología Electrónica de la URJC. En este último trabajo también han participado Cristina Rodríguez Sánchez, investigadora de esta área con una amplia trayectoria en este campo y responsable del seniaLab, laboratorio para el desarrollo de aplicaciones de monitorización IoT (Internet of Things) y guiado. Además, esta investigación es resultado de la sinergia con el Laboratorio de Tecnologías de la Información en la Educación, a través de la participación de Estefanía Martín Barroso, investigadora con experiencia en el desarrollo de herramientas para personas con discapacidad.
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Trabajo de referencia | M.T. García-Catalá, M.C. Rodríguez-Sánchez & E. Martín-Barroso (2020) Survey of indoor location technologies and wayfinding systems for users with cognitive disabilities in emergencies, Behaviour & Information Technology, DOI: 10.1080/0144929X.2020.1849404
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En la naturaleza se encuentran unos pequeñísimos organismos unicelulares que logran adaptarse a casi cualquier ambiente, por lo que su estudio brinda datos novedosos para la ciencia, la ingeniería, la medicina, entre muchas otras áreas.
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Salgamos de la Tierra por un momento. Usemos nuestra imaginación y formemos parte de una misión espacial que colonizará un planeta que se ubica fuera de nuestro sistema solar, dentro de una iniciativa mundial para llevar a la humanidad hasta los confines del espacio y extender nuestra existencia.
Pero para poder llegar a participar en semejante proyecto tuvieron que realizarse un sin fin de investigaciones que permitieran al grupo de colonizadores contar con las estrategias idóneas para adaptarse al entorno que los recibirá; ¿cómo acostumbrarnos al nuevo hábitat? ¿cómo producir alimentos? ¿cómo afecta a la reproducción?
Siguiendo estos ejemplos, podemos plantearnos que una de las condiciones que podríamos identificar como fundamental es que en el planeta destino debería existir agua, pues a partir de la presencia de dicho recurso natural es que la vida como la que conocemos puede germinar y evolucionar.
Las respuestas a este tipo de interrogantes se pueden obtener al analizar el comportamiento de muchas especies presentes en la Tierra, pues así se logra determinar cómo se adaptan y sobreviven en múltiples ambientes con condiciones climáticas diferentes.
Tal es el caso de los myxomycetes, un grupo de microorganismos mejor conocidos como amebas, que han generado gran interés entre la comunidad científica especialmente en aquellos sectores ligados con la ingeniería, la inteligencia artificial, la física, la química y la medicina, entre otros, pues cuentan con características biológicas muy particulares que otros organismos no tienen.
Un vistazo a un mundo en evolución
A pesar de que son microorganismos unicelulares, los myxomycetes tienen la capacidad de formar grandes estructuras que tienen algunas características propias de organismos multicelulares, explicó el Dr. Rojas, de ahí la importancia de su análisis.
“Quienes nos dedicamos a estudiar estos organismos lo que hacemos es descifrar mediante la matemática la forma en que toman decisiones, para posteriormente transformar esa información en algoritmos que puedan ser aplicados en dispositivos, como en vehículos aéreos no tripulados o en robots, para que tomen decisiones de manera correcta por si mismos”, indicó este experto de la UCR.
En el país un grupo de investigadores de la Escuela de Biología de la Universidad de Costa Rica (UCR) se centraron en analizar desde la década de los años 60 la manera en que viven los myxomycetes y desde ahí se ha mantenido una larga tradición de estudio hasta nuestros días.
“Por el momento en Reforesta nos hemos centrado en investigar las señales matemáticas relacionadas con la ecología de estos organismos, para el eventual desarrollo de aplicaciones en el campo de la ingeniera ambiental o la ingeniería ecológica”, comentó el Dr. Rojas.
Sin embargo, el estudio de los myxomycetes podría darnos información con la que logremos unir los eslabones necesarios que permitan a la humanidad trascender sus fronteras.
El Dr. Arturo Estrada Torres, profesor y experto del Centro de Investigación en Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Tlaxcala (UATx), en México, indicó que estos microorganismos forman parte importante en la cadena alimenticia microbiana, pues se alimentan de bacterias, hongos, levaduras y algas, y a su vez son consumidos por insectos, moluscos, ácaros, etc.
“Nuestro interés es poder descifrar y entender las diversas estrategias que han utilizado para enfrentarse a su entorno, alimentarse y reproducirse; prácticamente no han cambiado a través del tiempo y eso es muy interesante para la ciencia”, acotó el Dr. Estrada.
Este especialista añadió que este ICSEM que se realizó en Costa Rica tuvo un valor significativo para los científicos, ya que a la región latinoamericana se le considera como un lugar clave para el mantenimiento de la ecología, los patrones de distribución y las relaciones de parentescos que hay entre los diferentes myxomycetes, “ellos han desarrollado estrategias de adaptación importantes en condiciones que difícilmente se pueden recrear en otras zonas del mundo”, aseveró el Dr. Estrada.
Para aprovechar estas características, la organización del ICSEM incluyó una gira de campo para visitar áreas cercanas a la Sede del Atlántico en donde se pudieran buscar y apreciar a estos microorganismos en su hábitat natural.
Al respecto el Dr. Carlos Lado Rodríguez, jefe del Departamento de Micología del Real Jardín Botánico de España, señaló que en Latinoamérica se encuentran desde selvas y bosques, en donde hay mucha agua, hasta desiertos y salares muy secos en donde logran estudiar a los myxomycetes allí presentes y determinar cómo se las ingenian para sobrevivir en dichos entornos.
“Es esencial para ellos tener agua, pero lo curioso es conocer cómo logran hallarse en zonas desérticas, en donde lo que hacen es colonizar el interior de plantas como los cactus. Existe una gran diversidad morfológica de estos microorganismos, formas, colores y tamaños; son realmente muy llamativos y atractivos, se conocen más de 1 100 especies en todo el mundo y están en todos los ambientes”, mencionó el Dr. Lado.
Finalmente, este científico español recordó que los primeros datos que se han encontrado sobre los myxomycetes son algunas ilustraciones hechas en el siglo XVII, pero es durante la segunda mitad del siglo XIX cuando inician las investigaciones científicas más profundas.
Las claves para poder extender la civilización humana más allá de las estrellas están en la naturaleza de nuestro planeta, sólo es cuestión de luchar para preservarla y continuar investigando sus secretos.
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Investigadores de Harvard, de la Universidad Rovira i Virgili y de la Universidad de Navarra han identificado por primera vez los metabolitos que prevén la aparición de infarto de miocardio e ictus, en población de España y Estados Unidos.
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Image by Anelka from Pixabay
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Investigadores de la Universidad Rovira i Virgili-IIPSV, liderados por el catedrático Jordi Salas-Salvadó, de la Universidad de Navarra, con Miguel Ángel Martínez-González al frente y el consorcio PREDIMED, en colaboración con la Universidad de Harvard y el Instituto Broad de Estados Unidos, han identificado por primera vez una huella metabolómica (consistente en varios metabolitos que circulan por la sangre), relacionada con la adherencia a la dieta mediterránea. Esta huella metabolómica predice la aparición de infarto de miocardio e ictus. El trabajo se ha publicado en la revista de la Sociedad Europea de Cardiología.
El equipo de investigación, compuesto por expertos internacionales en nutrición y metabolismo, determinó más de 300 metabolitos en muestras de sangre de 1.859 participantes del estudio multicéntrico español PREDIMED, realizado en pacientes de alto riesgo cardiovascular que recibieron un seguimiento durante una media de 5 años, y 6.868 participantes de tres grandes estudios en Estados Unidos realizados en población sanitaria (estudio de las enfermeras y estudio de los profesionales de la salud) con un seguimiento de más de 15 años.
En estos participantes se conocía, a través de cuestionarios dietéticos (escala de adherencia), su nivel de cumplimiento con el patrón dietético tradicional mediterráneo. La innovación del estudio consistió en identificar un conjunto de metabolitos, denominados «huella metabólica» que se asociaron con la escala de adherencia a la dieta mediterránea. Para esta identificación se utilizaron algoritmos de inteligencia artificial que identificaron 67 metabolitos. Esta huella metabolómica se identificó en población española del estudio PREDIMED y se validó en población de Estados Unidos. La huella metabolómica de la dieta mediterránea incluye tanto metabolitos marcadores de ingesta como de efecto de la misma.
Esta huella metabolómica es un indicador más objetivo de la dieta mediterránea, y cuando se comparó con la escala de adherencia a la dieta mediterránea obtenida solo mediante cuestionario, la huella metabolómica en sangre predecía mucho mejor la presencia de diabetes o los niveles de algunos factores de riesgo cardiovascular, en comparación a la adherencia determinada a través de cuestionarios dietéticos.
Lo más relevante es que esta huella metabolómica de la dieta mediterránea predijo en gran medida la posibilidad de que un individuo desarrollara con el paso del tiempo un infarto de miocardio o un ictus, tanto en los participantes del estudio PREDIMED como en los participantes de los tres estudios americanos.
Es la primera vez que se determina la huella de metabolitos relacionada con la adherencia a un patrón dietético como el mediterráneo. Esto abre grandes puertas a la hora de vislumbrar posibles vías metabólicas que expliquen los beneficios observados de la dieta mediterránea sobre la salud y la enfermedad en muchos estudios. Además, la huella metabolómica identificada promete evaluar de forma más objetiva y comprensible la adherencia y respuesta metabólica a la dieta, pudiendo ser útil en el futuro para individualizar mejor la dieta a seguir para la prevención de la enfermedad.
Dos proyectos financiados por el National Institutes of Health del Departamento de Salud y Servicios Sociales de los Estados Unidos han permitido este importante hallazgo entre los múltiples descubrimientos reportados en los cinco últimos años en relación con diferentes estudios sobre metabolómica, enfermedad cardiovascular y diabetes que se están desarrollando en colaboración por investigadores del estudio PREDIMED pertenecientes a CIBERobn, diferentes universidades españolas y centros de investigación de nuestro país con investigadores de EE.UU.
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Trabajo de referencia | Jun Li et al. “The Mediterranean diet, plasma AQ3 metabolome, and cardiovascular disease risk” European Heart Journal (2020) 00, 1–13 Clinical Research. doi:10.1093/eurheartj/ehaa209
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