Ciencia para impacientes

miércoles, mayo 30, 2007

Sinestesia, mezclando los sentidos

El cerebro es el órgano encargado de recibir y procesar toda la información sensorial que nos llega. La visión que cada uno de nosotros tiene del mundo que nos rodea se debe a la manera en que el cerebro maneja los datos proporcionados por los cinco sentidos. Por esta razón, cada uno de nosotros puede interpretar cierto estímulo de forma distinta. Sin embargo, hay personas cuya visión del mundo es muy diferente de la del resto. Personas que asocian colores a los sonidos, huelen palabras o palpan la música. No es una enfermedad, estas personas simplemente ven la naturaleza de una forma distinta: los sinestésicos.


Carol Crane es sinestésica. De niña sabía que era distinta al resto de la gente. Cuando escucha música no sólo oye los sonidos, los siente en su cuerpo. Para ella, el sonido de la guitarra es como una ráfaga de aire en los tobillos, el piano es una ligera presión en el pecho y la música jazz es como una lluvia suave. Pero no sólo eso. Ella ve cada número de un color distinto. Por ejemplo, el número cinco para ella es de color verde. Hay quien saborea palabras, como James Wannerton, para quien el nombre Nueva York sabe a huevos pasados por agua mientras que Londres sabe a puré de patatas con muchos grumos. Su caso es más común de lo que puede parecer. Se estima que hay un sinestésico por cada 500 personas en los casos más simples, cifra que se eleva a uno entre 15000 para los casos más raros. Sin embargo, alrededor de la mitad de las personas pueden tener una forma básica de sinestesia al asociar, por ejemplo, sonidos agudos con colores brillantes y sonidos graves con colores oscuros. También se cree que en bebés de hasta tres meses este fenómeno puede ser común y es más tarde cuando el cerebro aprende a separar los estímulos.
La palabra sinestesia procede del griego syn (junto) y aistesis (sensación) por lo que viene a significar algo así como “la unión de las sensaciones”. Aunque existen casos de sinestesia documentados desde hace más de 300 años, no ha sido hasta finales del siglo XX cuando su estudio se ha extendido. Ahora ya se sabe que hay más mujeres que hombres sinestésicos y que hay familias con varios casos entres sus miembros. Por tanto, parece haber un cierto componente genético para la sinestesia. Las investigaciones del Dr. David Eagleman tratan de comprobar este punto recopilando información de árboles genealógicos de sinestésicos. De esta forma se ha comprobado que el gen responsable de este fenómeno se encuentra en el cromosoma 16 y se trabaja para secuenciarlo.
Cada sinestésico ve el mundo de forma distinta ya que se han clasificado hasta 19 tipos distintos de sinestesia. Los más comunes consisten en asociar números o palabras con colores mientras que los más raros asocian el tacto con sabores u olores. El mecanismo por el que se produce este fenómeno se estudió por tomografía por emisión de positrones. De esta manera se comprobó que en el caso de los sinestésicos al decir números se activan no sólo las áreas del cerebro responsables del lenguaje, sino también las correspondientes a la vista o el tacto.
Parece claro que el origen de la sinestesia está en el cerebro, pero no así el mecanismo por el que se produce. Hay dos teorías sobre la causa de la sinestesia. Según la primera, un sinestésico tiene más conexiones físicas en el cerebro, lo que permite “enlazar” los estímulos que proceden de distintos sentidos. Según la segunda teoría, el número de conexiones en el cerebro es el mismo, pero el nivel de inhibición bioquímico es distinto por lo que se pueden producir las conexiones cruzadas que llevan a enlazar las distintas sensaciones.
Además de ser una oportunidad de entender un poco mejor cómo funciona nuestro cerebro, la sinestesia puede permitirnos averiguar cómo se produjo el salto evolutivo que condujo al desarrollo del lenguaje.

Más información:
Sinestesia en la Wikipedia en castellano: http://es.wikipedia.org/wiki/Sinestesia
Y más amplio en inglés: http://en.wikipedia.org/wiki/Synesthesia
Abundante información sobre investigación en sinestesia, en inglés:
Mixed Signals: http://www.mixsig.net/index.php
Synesthesia: http://home.comcast.net/~sean.day/index.html
Y en castellano:
http://www.ugr.es/~setchift/esp/sinestesia.htm
http://www.ugr.es/~neurocog/Sinestesia.htm

Diego Sampedro

Categoría: Ciencia, Biología

martes, mayo 22, 2007

La muerte de una estrella

Nebulosa planetaria del ojo de gatoLa vida del planeta Tierra, al igual que la de cada uno de los seres vivos que en él habitan, no es eterna. Al margen de que el ser humano esté haciendo el planeta cada vez menos habitable, existe una barrera que nuestro hogar planetario no podrá rebasar: cuando el Sol, nuestra estrella, se acerque a sus últimos momentos, habrá llegado el fin. Pero ¿cómo será ese momento? ¿Qué ocurrirá —inevitablemente— con el Sol? Aunque este no es un tema nuevo y no es difícil encontrar la información, puede ser interesante reflexionar sobre ello.

(Parte de la explicación, en inglés, se encuentra aquí, de donde se han tomado las dos imágenes de más abajo.)

En primer lugar, tengamos en cuenta algunos elementos básicos sobre el funcionamiento de una estrella. Todas las estrellas emiten energía, una parte de la misma en forma de luz visible, que hace que las veamos brillar en el cielo. Esa energía procede casi siempre de reacciones termonucleares de fusión que suceden en el interior de las estrellas. El combustible principal de esas reacciones, en una estrella como el Sol, es el hidrógeno, que se fusiona formando helio. Además de la importancia que tiene para nosotros la energía emitida en el proceso, sin fusión el Sol no estaría ahí: la energía crea una presión hacia en exterior que mantiene la integridad de la estrella, que de otro modo, dada la enorme gravedad creada por su gran masa, se colapsaría. Dicho de otra manera, en el Sol hay un equilibrio entre la fuerza explosiva en su núcleo y la gravedad creada por su masa, sin la cual la estrella estallaría (como, de hecho, uno esperaría en cualquier explosión termonuclear).

Mientras el hidrógeno abunda, la situación es bastante estable. Entre otras cosas, es gracias a ello que estamos aquí. Pero el combustible no puede durar para siempre. Cuando una estrella ha agotado buena parte del hidrógeno que se quema en su núcleo, el helio formado comienza a interferir en el proceso, llegándose a un punto en que la reacción termonuclear puede pararse. Se dice entonces, de un modo muy gráfico, que la estrella se ha envenenado por helio.

Comparación del tamaño actual del Sol con el que tendría en el estado de gigante roja

Como resultado de este envenenamiento, se genera menos energía en el núcleo y disminuye la presión hacia en exterior, de modo que la estrella se contrae y aumenta su temperatura. Alrededor del núcleo de helio, inerte pero muy caliente y densificado, comienza a quemarse el hidrógeno en capas cada vez más externas. El resultado de esto es que la estrella se expande, al despazarse hacia el exterior el lugar de la fusión nuclear. Aunque el núcleo se mantiene muy caliente, las capas más externas cada vez se desdibujan más, y la temperatura superficial disminuye. Es por eso que el color se desplaza hacia el rojo: la estrella se ha convertido en una gigante roja.

Dentro de unos cinco mil millones de años, se espera que el Sol se haya convertido en una gigante roja. En este proceso, devorará a Mercurio y, probablemente, a Venus. La vida en la Tierra, se habrá acabado tiempo antes de que suceda ese hecho, debido al aumento de la temperatura. En unos 700-900 millones de años a partir de ahora, nuestro Sol aumentará su temperatura en un 15 % aproximadamente. La temperatura en la superficie de la Tierra superará entonces los 100 °C. Pero las transformaciones en la estrella, continuarán.

Llegado un punto y si la estrella es suficientemente pequeña, la compresión del núcleo interno se ralentiza por efecto del gas de electrones libres degenerados. (Este es un efecto de origen cuántico, que se debe a que los electrones que rodean el plasma de nucleos atómicos no pueden ocupar los mismos estados cuánticos. Por así decirlo, los electrones se aprisionan entre sí al concentrarse en torno al núcleo, oponiéndose a la paulatina densificación del núcleo.) Debido a la compresión continuada, La temperatura aumenta hasta el punto de ignición del helio, en torno a los 100 millones de grados. En una estrella con una masa como la del Sol, el núcleo está parcialmente degenerado en ese momento. Entonces, de modo súbito, se produce una explosión de carácter moderado: es el flash de helio, que marca el inicio de la combustión termonuclear de dicho elemento, para formar carbono y oxígeno como productos.

No obstante, la masa del Sol no es suficiente como para que, una vez agotado el helio, se pase a la siguiente secuencia, la fusión del carbono, que produce neón. Así, unos cientos de millones de años después de haber entrado en la fase de gigante roja prácticamente todo el combustible utilizable se habrá agotado, sin que se pueda iniciar una nueva reacción nuclear. Como resultado, la estrella seComparación del tamaño actual del Sol con el que tendría en el estado de enana blanca encaminará hacia un nuevo estado, el de enana blanca, compuesta por lo que era el núcleo en el estado anterior, pero comprimido hasta densidades inmensas (para hacernos una idea, toda la masa del Sol comprimida al tamaño de la Tierra). El material que rodea a la enana blanca, que antes formaba la gigante roja, se calienta e ioniza por efecto de la radiación emitida por la enana blanca, formando complejos y curiosos motivos filamentosos, denominados nebulosa planetaria (un ejemplo es la conocida como nebulosa del ojo de gato, fotografiada por el telescopio Hubble, ver más arriba).

Las enanas blancas, que mantienen su integridad por el efecto de la presión de electrones degenerados (de otro modo, dada su extrema densidad, se colapsarían), tienen una vida muy larga, más larga de hecho que la edad del universo, dada la extrema lentitud con la que se van enfriando. Como no crean energía, por haber agotado su combustible, este proceso llevará irremediablemente al enfriamiento total de la estrella. En el interior de estos cuerpos, se produce la cristalización final.

En definitiva, una historia apasionante, sobre la cual se puede leer más en las páginas de la Wikipedia, o en las páginas del proyecto Celestia, por ejemplo. Y una buena oportunidad para recomendar esta página de la NASA con espectaculares imágenes astronómicas, que se actualiza cada día.





Alberto Soldevilla

Categoría: Ciencia, Astronomía, Física

martes, mayo 15, 2007

Omar Khayyam

[Emitido en el espacio "Divulgación Científica" de RNE 5 Todo Noticias - La Rioja]

Puesto que ignoras lo que te reserva el mañana,
esfuérzate por ser feliz hoy.
Coge un cántaro de vino, siéntate a la luz de la luna y bebe pensando
en que mañana quizás la luna te busque en vano.


Quién diría que el autor de estos agridulces versos fue un científico. Así es, su nombre es Omar Khayyam, vivió en Persia hace 900 años y fue astrónomo y matemático de profesión. Y no uno cualquiera; el más célebre de su época. Entre su abundante contribución destacan varios tratados de geometría y álgebra y la reforma del calendario musulmán, obra que realizó en el año 1079.

Sin embargo, los logros científicos pronto quedan superados y olvidados y si hoy le recordamos es gracias a su poesía, recopilada en el poemario Rubaiyat. En él, canta a los placeres sutiles, en especial al vino y el amor, con la melancolía del sabio que ha comprendido lo pronto que se desvanecerán. Aquí hay otro ejemplo:

El vasto mundo: un grano de polvo en el espacio.
Toda la ciencia de los hombres: palabras.
Los pueblos, las bestias y las flores de los siete climas: sombras.
El resultado de tu meditación perpetua: la nada.



David Sucunza

Categorías: Historia, Matemáticas, Astronomía

viernes, mayo 04, 2007

Profesionales de la duda

Es con la bata puesta, realizando mediciones en el laboratorio, o ante el teclado, recomponiendo con paciencia y cuidadosa indicación de los pasos seguidos un segmento del pasado, cuando recurrimos a la duda, la hipótesis, el tanteo. Sólo en tales situaciones, en tanto científicos, nos encontramos dispuestos a que nos instruya la evidencia. Porque la duda es un mal lugar para quedarse. No resulta habitable.

A estas conclusiones llegó Ortega y Gasset en su ensayo "Creer y pensar", publicado en 1940, una obra cuyo hallazgo debo agradecer a la amabilidad de Alberto, edificante compañero de blog. La vida transcurre por lo normal instalada en creencias, la mayor parte heredadas. Todo un conjunto de prejuicios y concepciones de las que no se tiene una clara conciencia, pero bien sólidas, actúan como premisas de la conducta cotidiana y de la propia tarea de razonar. Constatar este hecho conduce a implicaciones de gran trascendencia.

Por una parte, contribuye a poner de manifiesto lo privativo y característico de las disciplinas científicas: lo que une a todas ellas, tan dispares, es el método de creación del conocimiento que emplean (un asunto que ya abordé en una entrega anterior, al reivindicar el lugar de la historia entre las ciencias). El mapa conceptual que acompaña estas líneas, obra del profesor de física Wellington Grey, plasma con sencillez el modo específico de proceder de la ciencia, y también su reverso, denominado fe por el autor original y por sus traductores al español, pero que podríamos llamar, con mayor precisión y amplitud, creencias. Ortega y Gasset apuntaba en su ensayo que los problemas, la necesidad de explicaciones, constituían el motivo de toda investigación: la duda, y el deseo de superarla. Quien cree saberlo todo no busca respuestas. Podría decirse, tomando prestada la descripción que dedicó Jorge Luis Borges a los revisores de tranvía, que el científico es un profesional de la duda, alguien que de modo constante somete a verificación las teorías, siempre provisionales, contrastándolas con los hechos registrados.

Por otra parte, y no menos importante, la decisiva influencia en la conducta social de lo que Ortega llamaba creencias concierne muy en particular a los historiadores. Ya el filósofo se encargó de advertirlo:

"He aquí un ejemplo espléndido de lo que deberá, sobre todo, interesar a la historia cuando se resuelva verdaderamente a ser ciencia, la ciencia del hombre. En vez de ocuparse sólo en hacer la "historia" —es decir, en catalogar la sucesión— de las ideas sobre la razón desde Descartes a la fecha, procurará definir con precisión cómo era la fe en la razón que efectivamente operaba en cada época y cuáles eran sus consecuencias para la vida. Pues es evidente que el argumento del drama en que la vida consiste es distinto si se está en la creencia de que un Dios omnipotente y benévolo existe, que si se está en la creencia contraria. Y también es distinta la vida, aunque la diferencia sea menor, de quien cree en la capacidad absoluta de la razón para descubrir la realidad, como se creía a fines del siglo XVII en Francia, y quien cree, como los positivistas de 1860, que la razón es por esencia conocimiento relativo".

Queda pendiente, quizá para otras entregas, abordar las parcelas del oficio de historiador demarcadas en este párrafo, muy recientes dentro de la disciplina, y aún objeto de discusión y desarrollo: la historia de las mentalidades y, en íntima relación con ella, la historia de los conceptos. Baste para concluir volver a recordar que la duda antecede al conocimiento, y que la historia nos enseña que las sociedades no han sido siempre como son, ni siquiera los propios hombres.

Jesús Ruiz Pérez

Categoría: Ciencia, Filosofía, Historia