lunes, 25 de junio de 2012

Centenario del brillante Alan Turing

El 23 de junio de 2012 se cumplieron cien años del nacimiento de Alan Turing, genial matemático, filósofo y héroe de la Segunda Guerra Mundial. Su obra resultó decisiva para construir el mundo en el que vivimos. Su vida terminó dramáticamente a causa de la infame persecución que sufrió por su condición de homosexual. In memoriam Alan Turing.


El 23 de junio de 1912 nace Alan Turing en Londres.

A los 16 años extrapola las preguntas de Einstein sobre las leyes del movimiento de Newton de una forma que nadie había hecho antes.

En 1930 se hace ateo.

En 1936 publica un documento en el que establece los principios de la Máquina Universal también llamada Máquina de Turing, base de todos los ordenadores posteriores.

En 1939, un día después de declararse la guerra, ingresa en Bletchley Park, la sede de los code breakers, los descifradores de códigos ingleses.

Entre 1941 y 1943, gracias al inestimable trabajo de Turing. la temida máquina alemana Enigma es descifrada.

En 1949 trabaja en los comienzos de la Inteligencia Artificial y postula su famoso Test de Turing.

En 1952, sin existir un ordenador capaz de ejecutar su programa, juega en un ordenador simulado, en papel, una partida. Turing tarda media hora en ejecutar sobre papel cada movimiento del programa que finalmente pierde. Su idea continúa en la mente de otros científicos hasta que en 1997 el superordenador Deep Blue gana al campeón del mundo Gary Kasparov.

En 1952, un hombre llamado Arnold Murray con el que mantenía relaciones ayuda a robar la casa de Turing. Cuando Turing denuncia el hecho se ve obligado a declarar su homosexualidad, una indecencia grave según las leyes británicas. Le dan a elegir entre la cárcel y la castración química con estrógenos que es lo que elige. Se le niega el acceso al servicio de criptografía.

El 8 de junio de 1954 se suicida con cianuro.

La Máquina de Turing sienta los principios de los ordenadores. Es un dispositivo de computación teorico capaz de realizar cualquier cálculo matemático que pueda ser representado como un algoritmo. Con posterioridad, Von Neumann la modifica creando la Máquina de Von Neumann. Todos los ordenadores hasta la fecha se basan en estos dos principios teóricos. Su importancia es capital para entender la vida moderna.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el acoso de los submarinos alemanes era devastador. Se comunicaban mediante mensajes criptografiados generados por una máquina llamada Enigma. El trabajo de Turing fue fundamental para descifrar el código alemán y cambiar el curso de la guerra. Los alemanes también usaron otra máquina de codificación contrarrestada en el Alto Mando por la llamada Colossus. Tal importancia tuvo la aportación de Turing que solo con motivo del centenario se han publicado dos de sus trabajos secretos.

Su importancia va más allá de la criptografía y la computación. El célebre Test de Turing tiene completa vigencia hoy en día. Turing publicó su trascendental artículo Computing Machinery and Intelligence en la revista Mind de filosofía y psicología. El articulo comienza con un provocador ¿Pueden pensar las máquinas?

En 2009 el primer Ministro británico, Gordon Brown se disculpó en nombre del gobierno inglés por la atrocidad que se cometió con Turing. Sin embargo, no ha sido rehabilitado. La excusa es que la ley era así en sus tiempos y no se puede cambiar el procedimiento legal que le condenó.

El mundo le debe una enorme gratitud al gran genio Alan Turing. Tras su paso por la vida el planeta nunca volvió a ser igual.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

domingo, 17 de junio de 2012

Cómo internet cambia la forma en que funciona nuestro cerebro


Nuestro cerebro cambia constantemente con cada experiencia, mientras pasa una persona delante nuestro, cuando vemos la televisión, al leer este artículo (confío en que sea para bien) o al dormir. Pequeños o grandes cambios, cambios temporales o permanentes. No puede constituir ninguna sorpresa que, dado el tiempo que dedicamos a Internet, la red esté cambiando nuestro cerebro.
En los últimos años han aparecido una serie de artículos que llaman la atención sobre este hecho. ¿Nos está haciendo Google estúpidos, Enganchados a la tecnología y pagando un precio, La web desenfoca, Opinión sobre los nuevos medios del preclaro psicólogo Steven Pinker o un reportaje de Science Los efectos de Google en la memoria que ha traído otros análisis El efecto Google: cambios en nuestro cerebro o 15 formas en las que Internet está cambiando nuestro cerebro

El recuerdo y la búsqueda

En uno de los estudios de Science se les pidió a los sujetos que realizaran una serie de tareas. A un grupo se le dijo que los resultados se guardarían y al otro no. El primero apenas recordaba los hechos y el segundo recordaba mucho más.
Sabemos que la información está en la red. Internet es nuestro disco duro. La información está alcance de nuestros dedos, en el teléfono que está en nuestro bolsillo. No realizamos esfuerzos por recordar las cosas. Todo nuestro esfuerzo consiste en saber localizarlas. En otro estudio realizado con 34 estudiantes de Columbia, se mostró que recordaban mejor las carpetas en las que habían almacenado la información que la información misma.
Esto tiene un efecto en la escuela. Cada día es menos relevante aprender de memoria. Y parece que es menos útil. El saber sí ocupa lugar y esfuerzo y no debemos malgastarlo en cosas que podemos encontrar en Google. En este sentido tenemos que aprender creativamente y comprender los hechos más que memorizarlos. Sintetizar y analizar la información en lugar de recordar hechos. La memoria es una compresión en la que sí se pierde información (como bajar la calidad de una imagen).
Pero todo tiene una contrapartida. Existe una capacidad mental llamada metacognición: sé que lo sé aunque ahora no lo recuerde. Google es su gran aliado. Sin embargo, tengo que haber estudiado historia y haberla olvidado para saber que existieron unos reyes, buscar la información y ponerla en contexto. No saber nada porque todo está en la red es un inmenso error.

La multitarea y la concentración

Es un tema muy controvertido. Surfeamos en la red a la vez que vemos la televisión, ponemos un mensaje o escribimos en twitter. Estamos permanentemente en modo multitarea. Hacemos muchas cosas a la vez… y ninguna bien. El cerebro está diseñado para realizar tareas en paralelo siempre que estas sean sencillas: andar, comer o ver. Pero a la hora de realizar tareas complejas es un cuello de botella. Las investigaciones son claras: unas tareas interfieren en las otras y todas se ven afectadas. Desde luego puede argüirse que el resultado global mejora: en el mismo tiempo hacemos más cosas aunque todas un poco peor. El problema surge cuando el modo multitarea es sistemático y perdemos la capacidad de concentrarnos en una sola cuando requiere mucho esfuerzo: simplemente la abandonamos.
Desde que aparecieron las herramientas digitales escribimos mucho más, es algo innegable. Pero también leemos de una forma distinta. Ya no lo hacemos de izquierda a derecha sino de arriba a abajo, saltando entre títulos, subtítulos y negritas. Escogemos lo que creemos relevante y saltamos a otro tema. Ponemos atención pero solo parcial. Y cuando el texto es largo, sea impreso o digital, nuestra mente empieza a vagar. E incluso cuando nos desconectamos, nuestro cerebro sigue enganchado. La falta de concentración y el pensamiento fragmentado persiste, interrumpiendo el trabajo, la familia o amigos y el tiempo offline.

Nos interesa lo novedoso, emprender algo nuevo más que acabar lo empezado

Con el bombardeo de información estamos obligados a seleccionar lo relevante y en este sentido, lo hacemos mejor. Ya no leemos lo que hay sino que seleccionamos y elegimos. Pero estamos enganchados a la recompensa fácil. Las herramientas digitales proporcionan un refuerzo inmediato, la demora en la satisfacción es intolerable y por el contrario estar conectados resulta imprescindible.
Y además es un proceso muy rápido. En un estudio se mostró que en apenas cinco horas de Internet nuevos usuarios ya mostraban los mismos hábitos que los expertos. Un test realizado en Stanford muestra que los usuarios persistentes de Internet tienden a pasar por alto información antigua y valiosa, y en su lugar prefieren buscar nueva información.

¿Es esto malo o bueno?

Según Steven Pinker:
Los nuevos medios nos han enganchado por una razón. El conocimiento crece exponencialmente, pero la capacidad intelectual humana y las horas de vigilia no. Afortunadamente, Internet y las tecnologías de la información nos están ayudando a gestionar, buscar y recuperar nuestra producción intelectual colectiva a diferentes escalas, desde Twitter y las vistas previas hasta los e-books y las enciclopedias online. Lejos de hacernos tontos, estas tecnologías son lo único que nos mantendrá inteligentes.
El uso es bueno y el abuso malo. Un rato con la consola es bueno y tres horas diarias no. Tener una dieta variada es saludable y comer solo bollos perjudicial. El nuevo universo digital no es dañino ni nos limita. Por el contrario nos estimula y nos permite tener una visión más amplia y más rica del mundo en que vivimos. No solo es enriquecedor sino además imprescindible. Basta un poco de control y mesura para disfrutar de todo.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

domingo, 10 de junio de 2012

El cerebro de los taxistas de Londres


En un clásico estudio de 2000, Eleanor Maguire realizó una serie de escáneres cerebrales a un grupo de taxistas de Londres para ver el tamaño de un área del cerebro llamada hipocampo y determinar si este tamaño varía con la práctica. Ahora ha publicado un nuevo estudio que confirma la plasticidad del cerebro incluso en la edad adulta.

El hipocampo


Santiago Ramón y Cajal, padre de la neurociencia, ya estudió el hipocampo y lo plasmó en una de sus maravillosas láminas. El hipocampo ha sido objeto de numerosas investigaciones y hoy se le atribuyen dos funciones: su papel es fundamental en la memoria y es responsable de la navegación que realizamos por el espacio. Además es una de las pocas estructuras donde se generan nuevas neuronas.

En relación a la memoria, el hipocampo es responsable del paso de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo. Esto se hizo evidente en el fascinante caso del paciente H.M. (Henry Gustav Molaison llamado así para preservar su identidad hasta su muerte ocurrida en 2009). H.M. sufría una epilepsia feroz que le impedía llevar una vida normal con varios episodios al día. Localizaron el foco en el hipocampo y se lo extirparon por completo. La epilepsia se curó, pero las consecuencias sobre su memoria fueron devastadoras. Brenda Milner siguió su caso y realizó observaciones que han resultado imprescindibles. H.M. mantenía sus recuerdos anteriores a la operación, señal de estos no se encuentran localizados en el hipocampo (de hecho, los recuerdos están repartidos por toda la corteza cerebral). También era capaz de adquirir nuevas destrezas (dibujar una estrella que se reflejaba en un espejo). Y mantenía una buena memoria a corto plazo (repetir un número de teléfono). Pero era incapaz de adquirir nuevos recuerdos llamados declarativos (personas, cosas, acontecimientos). Cada día que se encontraba con Milner durante todos los años de relación la saludaba como si no la hubiera visto nunca. Como es de esperar, el hipocampo es una de las primeras zonas atacadas por el mal de Alzheimer.

El hipocampo contiene también las células de lugar. Neuronas que nos indican dónde estamos y cómo orientarnos en un espacio determinado. Es un mapa cognitivo, una representación neural del medio ambiente. Es el cartógrafo del cerebro. De nuevo, una de los primeros síntomas del mal de Alzheimer es desorientarse, perderse.

¿Por qué dos funciones aparentemente distintas se hallan en la misma estructura. Quizá porque como dice Maguire:
La habilidad para situarnos espacialmente en el entorno y para recordar las cosas que allí han ocurrido - pensamos que en las dos interviene el hipocampo - son fundamentales para funcionar en la vida diaria.

El hipocampo de los taxistas de Londres

Maguire se preguntó ¿igual que cuando ejercitamos un músculo este crece, crecen también las áreas cerebrales que ejercitamos? Y por lo tanto ¿se modifica el cerebro durante toda la vida y no solo en la infancia? Para comprobarlo estudió el cerebro de los taxistas de Londres.

Los taxistas de Londres tiene que superar una durísima prueba para obtener la licencia. Se llama The Knowledge y consiste en memorizar 25.000 calles y miles de lugares. El aprendizaje medio es de 3 a 4 años y solo la mitad de los aspirantes aprueba.

En el estudio de 2000, Maguire escaneó el cerebro de los taxistas y demostró que en ellos es mayor el hipocampo posterior. En este nuevo estudio, ha realizado un seguimiento de en grupo de 79 que intentaron superar The Knowledge tomando imágenes con resonancia magnética durante el tiempo de preparación.

De ellos solo 39 superaron el examen. Esto proporcionaba a los investigadores tres grupos de estudio: los que lo intentaron y lo consiguieron, los que lo intentaron pero no lo consiguieron y un grupo de control de sujetos que no lo habían intentado. Los resultados mostraron que no había diferencias al principio del aprendizaje pero que tras 4 años, los aspirantes que habían superado la prueba tenían un hipocampo posterior significativamente mayor.

El cerebro cambia constantemente por efecto del entrenamiento y la experiencia y la plasticidad continua toda la vida si bien con menor vigor que en los primeros años. Nunca es tarde para aprender.

Publicado originalmente en ALT1040

domingo, 3 de junio de 2012

El caso de los drogadictos que ayudó a comprender el Parkinson


En ocasiones la ciencia avanza movida por la casualidad. Los casos de Barry Kidston y el de otros siete heroinómanos conocido como el de los adictos paralizados (The Case of the Frozen Addicts) ayudaron al descubrimiento del MPTP, una sustancia que ha permitido grandes avances en la lucha contra la enfermedad de Parkinson.

Barry Kidston, químico de 23 años, era adicto a las drogas. Usando sus conocimientos, sintetizó MPPP, un opiáceo similar a la heroína. En 1976, después de varios meses de administración intravenosa, en una urgencia, elaboró de nuevo el compuesto, pero acortó el método y algo salió mal. Tras varios días de consumo, ingresó en urgencias. Manifestaba mutismo, rigidez severa, debilidad, temblores, cara inexpresiva y sensibilidad alterada.

El equipo médico observó que los síntomas eran equivalentes a los que se producen en la enfermedad de Parkinson y le administró L-Dopa, medicación habitual en el Parkinson. Kidston mejoró parcialmente. Con el tiempo desarrolló tolerancia a la L-Dopa, manifestaba lentitud de pensamiento, se deprimió y siguió consumiendo drogas. 18 meses después murió víctima de una sobredosis de cocaína. La autopsia reveló una destrucción masiva de las neuronas de la sustancia nigra que usan la dopamina como neurotransmisor. El análisis de los restos de la dosis defectuosa revelaron la existencia de MPPP (el opiaceo deseado) junto con otras sustancias sin determinar claramente. Una inyección de la dosis en ratas produjo una parálisis parcial pero el equipo no fue capaz de reproducir los resultados completos (posteriormente se demostró que las ratas son resistentes al compuesto tóxico). Se publicó un estudio y el caso se olvidó.

En 1817 el británico James Parkinson, publicó el famoso ensayo “La parálisis temblorosa” (The Shaking Palsy) en el que describía la vida de seis pacientes con agitación constante, rigidez y lentitud de movimientos. Más tarde, el neurólogo francés Charcot la denominó como Enfermedad de Parkinson. Afecta al 1% de la población mundial con mayor prevalencia en las personas mayores. El movimiento es el resultado de un sistema muy complejo de excitaciones e inhibiciones en el que interviene el cortex motor y otras estructuras subcorticales como los ganglios basales. Una de ellas, la sustancia nigra maneja un neurotransmisor llamado dopamina. La destrucción de neuronas de la sustancia nigra provoca Parkinson.

Una medicación habitual es la L-Dopa, un precursor de la dopamina que ayuda a que aumente la concentración de esta en el cerebro. Desafortunadamente, la L-Dopa tiene muchos efectos secundarios como exceso de movimientos, grades tics y alucinaciones. La enfermedad de Pakinson es exclusivamente humana y la posibilidad de contar con modelos animales de experimentación resultó un gran avance.

El caso de los adictos paralizados

En 1982 un joven ingresó en un hospital de California en estado de parálisis. Poco después lo hizo su novia y en distintos hospitales otros tres jóvenes. Eran incapaces de hablar, pero uno de ellos podía mover la mano. El equipo liderado por William Langston le dio un papel y un lápiz y el joven escribió “heroína”. Langston habló por TV alertando de una partida tóxica de heroína y dos nuevos casos aparecieron así como el vendedor de la droga que manifestó que era sintética. Investigaron la droga y resultó no ser heroína sino MPPP. Pero el MPPP no es tóxico de modo que no era el responsable del desastre. Alguien en el equipo recordó el caso de Barry Kidston y cotejaron ambas drogas. El análisis reveló una sustancia nueva MPTP, un subproducto indeseado de la síntesis de MPPP.

El descubrimiento del MPTP ha supuesto un enorme avance en la lucha contra el Parkinson. De un lado demuestra que no es obligatoriamente hereditario sino que puede ser producido por agentes externos. Administrado en primates ha revelado que destruye la sustancia nigra como reveló la autopsia de Barry Kidston y ha resultado ser un excelente modelo animal para la investigación de fármacos contra la enfermedad. Langston escribió el libro The Case of the Frozen Addict y ha dedicado su vida al estudio del Parkinson.
 Publicado originalmente en ALT1040