Este artículo fue publicado el 14/05/2013 en Tercer Milenio, suplemento de ciencia de El Heraldo de Aragón, así como en la web de Dixit Ciencia.
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O si el corazón no es más que arcilla de otra clase.
Cormac McCarthy. Meridiano de sangre
¿Y qué te interesa en la vida, pues?
La observación de mi cuerpo, porque me resulta íntimamente ajeno.
Daniel Pennac. Diario de un cuerpo
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Un vídeo sobre la visualización del corazón ha sido premiado como el mejor vídeo científico del año en el mundo. La supercomputación y un equipo multidisciplinar lo han hecho posible.
Es posible que, cada día, su corazón lata unas cien mil veces y que bombee más de 7.000 litros de sangre por todo su cuerpo. A pesar de tan íntima actividad, difícilmente podrá usted imaginar su forma exacta, su movimiento preciso. Eso es justamente lo que un grupo de investigación del Barcelona Supercomputing Center se ha propuesto y está logrando ya: usar los parámetros adecuados y la potencia de los ordenadores actuales para llegar a representar y visualizar la estructura y el movimiento cardiaco particular. Parte de lo conseguido hasta ahora lo han condensado en un vídeo de poco más de cuatro minutos, y con él han ganado el premio al mejor vídeo científico del mundo en un concurso organizado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. y por la prestigiosa revista Science.
Lo principal es entender
Representación del impulso eléctrico en el corazón
Si bien el vídeo fue realizado por el equipo de visualización del propio centro, el proyecto en sí —denominado Alya Red— corre a cargo de un equipo multidisciplinar de físicos, matemáticos e ingenieros en colaboración con el Centro de Visualización por Computador de la Universidad Autónoma de Barcelona y con médicos de Lleida y de la propia Barcelona. “O conseguíamos que se involucraran médicos o lo que íbamos a conseguir no iba a ser algo más allá de un juguete”, comenta Mariano Vázquez, físico y principal responsable de la investigación. Sin embargo, y antes de pensar en posibles aplicaciones, “lo principal es entender”. Porque aún existen vacíos en cuanto al conocimiento de cómo funciona un corazón, esa bomba compleja.
Cosas básicas que se saben son éstas: para que el corazón se contraiga es necesario que haya una señal nerviosa. Ésta se origina en un pequeño nodo, llamado sinusal, alojado en la aurícula derecha. De ahí la señal va bajando hacia los ventrículos mientras provoca la contracción de las aurículas hasta otro nodo, llamado auriculoventricular. Aquí se retrasa un poco, para dar tiempo a que los ventrículos se llenen, y después se expande por un fino entramado de pequeños nervios llamado red de Purkinje. En este momento los ventrículos se contraen y la sangre es lanzada con violencia para llegar a cada rincón corporal. Cosas que no se saben, a veces, es cómo ese corazón responde a un marcapasos, cómo se comporta una zona infartada o cómo actúa frente a un determinado fármaco.
Un corazón computacional
Representación de las fibras cardiacas
En el vídeo se combinan imágenes antiguas de la anatomía cardiaca junto con las más modernas técnicas de medida y visualización. Así hasta llegar a una recreación sorprendentemente verosímil de la estructura, la conducción eléctrica y el movimiento del corazón. Para lograrlo se ha operado de una forma en cierto modo inversa pero complementaria a la de la medicina. Si los cardiólogos aprenden del corazón a través fundamentalmente de la observación, el modelo computacional pretende usar el estudio en profundidad de su anatomía para inferir cómo debería funcionar. Los datos provienen fundamentalmente de imágenes de resonancia magnética, y en el futuro se espera que los algoritmos generados puedan ser fácilmente adaptables a cada individuo o paciente particular. Esta modelización permitiría jugar con distintas hipótesis y así predecir el comportamiento de distintas variables o terapias.
La supercomputación, una gran herramienta científica
El Barcelona Supercomputing Center, alojado en una antigua capilla de la ciudad, dispone actualmente de un supercomputador formado por 40.000 procesadores funcionando en paralelo, lo que permite calcular aproximadamente 100 billones de operaciones por segundo. Y en breve esta potencia será multiplicada por cinco. El centro funciona como soporte de un gran número de investigaciones externas que aprovechan esa capacidad, pero tiene también sus propios proyectos. Entre ellos está el conjunto de los llamados Alya (programas de visualización), proyectos que se retroalimentan entre sí y que incluyen, entre otros, el estudio de la formación de las nubes o la forma de dispersión de contaminantes.
Alya Red es sólo uno de ellos, pero el propio Vázquez confiesa que es especial.
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Y además
Un mundo de datos
Para conseguir una simulación veraz de la estructura y funcionamiento del corazón se necesita disponer de una gran cantidad de datos de diversas fuentes. Una herramienta fundamental es la llamada resonancia magnética con tensor de difusión, que permite estudiar el comportamiento del líquido dentro de un tejido y con ello la orientación de las fibras musculares. Además, se tienen en cuenta mediciones de viscosidad, presión e incluso información de modelos teóricos celulares. Para el estudio de la electricidad se pueden usar datos de electrocardiogramas, pero en general la conducción eléctrica se deduce del movimiento de las fibras, ya que es el estímulo eléctrico el que lo antecede y provoca. Recientemente se ha conseguido modelizar también el comportamiento de la sangre y se esperan poder incorporar incluso variables metabólicas.
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El café de la mañana basta para convertirme en una persona distinta. Un déjà vu es básicamente una epilepsia del lóbulo temporal. Puedes ser un tipo tranquilo llamado Phineas Gage y sobrevivir con una barra de hierro atravesada en tu cabeza; pasarás a ser, sin embargo, un tipo impulsivo, poco menos que violento. Sustituye esa barra por una degeneración en tu lóbulo frontal y quizás seas un anciano que se pasea desnudo por los pasillos del hospital.
Si te paseas desnudo por el hospital quizás no seas anciano ni tengas una degeneración frontal: la amígdala cerebral es una pequeña zona del cerebro con forma de almendra que se altera en el síndrome de Kluver-Bucy y que puede dar lugar a hipersexualidad.
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Hace justo sesenta años de aquel descubrimiento seminal: Watson y Crick publicaban un breve y «modesto artículo» describiendo la doble hélice del ADN. Ese artículo en el que concluían que «no se ha escapado a nuestra atención que el emparejamiento específico que hemos postulado sugiere inmediatamente un posible mecanismo de copia del ADN». Ese mecanismo es el que escondía el secreto de la vida, y las cuatro letras (ACTG) que la doble hélice contiene y que son copiadas cada vez que una célula quiere dividirse son, en cierto modo, el código necesario para fabricar las proteínas, esas «trabajadoras» que permiten que la vida tenga lugar.
Por lo tanto, si hay un código, seguramente haya un lenguaje. Pero, ¿es literario ese lenguaje?
Para discutirlo se reunieron, en el marco del festival Kosmopolis, personajes de ambos bandos, los comúnmente conocidos como ciencias y letras. Por un lado, Pau Vidal, traductor, escritor, lingüista y especialista en la evolución de la lengua catalana. Por el otro, Ricard Solé, físico, biólogo y especialista en el estudio de sistemas complejos. Ambos estuvieron moderados por Roderic Guigó, bioinformático en el CRG de Barcelona y una de las personas clave dentro del proyecto ENCODE, que busca funciones en el habitualmente denominado ADN basura. Y de entre todo lo que se expuso, dos grandes líneas o preguntas emergieron: ¿es el genoma un lenguaje? Y si es así, ¿es el genoma un lenguaje literario?
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(También publicada en la web del festival Kosmopolis)
En el fondo, casi cualquier investigación científica es el trasunto de una novela policiaca. O viceversa.
Pero más aún, casi cualquier investigación científica tiene un poso de novela, policiaca o no. Porque más allá de las hipótesis, los datos y las conclusiones, toda investigación tiene su propia narrativa, y no solo porque su estructura es susceptible de contarse, sino porque, para su avance, quienes la llevan a cabo no dejan de contársela a sí mismos. Inevitablemente.
Para eso, para contarla, se reunieron Sonia Fernández Vidal, Martine Bosman y Tamara Vázquez en el marco del programa Tercera Cultura de Kosmopolis. (…)
Puedes leer la crónica completa en la web de Dixit Ciencia.
(También publicada en la web del festival Kosmopolis)
Si ya desde un inicio escribo: “ética hacker”, y si escribir poesía es poner juntas dos palabras que antes no se conocían, entonces es posible que, sin proponérselo, esta columna comience en forma de poema.
(Sólo que este poema ya es antiguo, lo inició el periodista Steven Levy y tiene ya casi 20 años.)
Porque pensar en un hacker es, a bote pronto, pensar en un criminal informático, un saltador de leyes, un virus de sistemas. Pero esa es una acepción parcial. En realidad las connotaciones de lo hacker son ambiguas, y su valor depende de la acepción que se escoja. Porque un hacker es también un apasionado de su oficio, del conocimiento y de la libertad, esas grandes palabras. Por eso, cuando se habla de ética hacker se habla de (…)
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Los textos que aparecen a continuación están rescatados del libro: El emperador de todos los males. Una biografía del cáncer, del oncólogo Siddhartha Mukherjee y aparecen también en el portal Dixit Ciencia. El libro fue galardonado con el premio Pulitzer y ha sido publicado en España por la editorial taurus.
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“Nos revelamos en las metáforas que escogemos para describir el cosmos en miniatura.” Stephen Jay Gould.
“Hasta un monstruo antiguo necesita un nombre. Bautizar una enfermedad es describir cierto estado sufrimiento: un acto literario antes de ser un acto médico. (…)
La primera aparición de una palabra para designar el cáncer en la literatura médica data de la época de Hipócrates, alrededor del año 400 a.C.: karkinos, ´cangrejo´en griego. El tumor, con el racimo de vasos sanguíneos inflamados en su torno, recordaba a Hipócrates un cangrejo enterrado en la arena con las patas extendidas en círculo. (…)
Otra palabra griega se cruzaría con la historia del cáncer, onkos, utilizada ocasionalmente para describir tumores, y de la cual tomaría su nombre moderno la disciplina de la oncología.Onkos designaba en griego una masa, una carga o, más comúnmente, un peso; el cáncer se imaginaba como un peso llevado por el cuerpo. En el teatro griego, la misma palabra onkos se empleaba para indicar una máscara trágica que a menudo se “cargaba” con un peso cónico rígido sobre la cabeza y que servía para denotar el fardo psíquico que abrumaba a su portador.”
“Se ha terminado: ella está vestida, baja con delicadeza y decencia de la mesa, busca a James; luego, dirigiéndose al cirujano y los estudiantes, hace una reverencia y, en voz baja y clara, les pide que la perdonen si se ha portado mal. Los estudiantes -todos nosotros- lloramos como niños; el cirujano la arropa.” John Brown, en su descripción de una mastectomía del siglo XIX.
“Quienes no se han formado en Química o Medicina tal vez no comprendan lo verdaderamente arduo que es el problema del tratamiento del cáncer. Es casi -y subrayo el “casi”- tan difícil como encontrar un agente que disuelva el oído izquierdo, digamos y deje intacto el derecho. Así de leve es la diferencia entre la célula cancerosa y su ancestro normal.” William Woglom
“Tal vez haya un solo pecado capital: la impaciencia. Debido a la impaciencia fuimos expulsados del Paraíso, y debido a la impaciencia no podemos regresar a él.” Franz Kafka
“Todo esto demuestra por qué son pocos los investigadores científicos que ocupan cargos públicos vinculados a la formulación de políticas. Su formación en el detalle genera una visión tubular, y se necesitan hombres de perspectiva más amplia para la aplicación útil del progreso científico.”Michael B. Shimkin
“Su primer converso fue su marido. Al advertir el compromiso de Mary (Lasker) con la idea, Albert Lasker se transformó en su socio, su asesor, su estratega, su cómplice. “Hay fondos ilimitados -le dijo-. Te enseñaré cómo conseguirlos.” *
“Oliver Heaviside, un matemático inglés de la década de 1920, se refirió una vez en tono de broma a las cavilaciones de un científico durante una comida: “¿Debo rechazar mi plato porque no entiendo el sistema digestivo?” Farber (uno de los iniciadores de la quimioterapia) podría haber agregado su propia pregunta a la de Heaviside: ¿debo negarme a atacar el cáncer porque no he resuelto sus mecanismos celulares básicos?”
Mary Lasker y Sidney Farber (primera y tercero por la izquierda) en la inauguración de un pabellón del cáncer en Boston
“Entre 1954 y 1964 la unidad (del Cancer Chemotherapy National Service Center) sometería a prueba 82.700 productos químicos sintéticos, 115.000 porductos de fermentación y 17.200 derivados vegetales y trataría casi un millón de ratones por año con diversos productos químicos para encontrar una droga ideal. Farber estaba extático, pero impaciente. “El entusiasmo de estos nuevos amigos de la quimioterapia es referescante y parece tener un genuino fundamento -escribió a Mary Lasker en 1955-. No obstante, lo veo terriblemente lento. A veces resulta monótono ver a más y más hombres incorporados al programa pasar por las alegrías de descubrir América.””
“Casi 2.500 años después de que Hipócrates hubiera acuñado ingenuamente el término general dekarkinos, parecía que la oncología moderna no era mucho más sofisticada en su taxonomía del cáncer. Tanto el linfoma de Orman como el cáncer pancreático de Sorenson eran, desde luego, “cánceres”, proliferaciones malignas de células. Pero en sus trayectorias y personalidades las dos enfermedades no podrían haber estado más alejadas entre sí. Incluso la referencia a ellas por el mismo nombre, cáncer, sonaba a una suerte de anacronismo médico, como la costumbre medieval de usar la palabra apoplejía para describir cualquier cosa, desde un derrame cerebral hasta una hemorragia o una covulsión. Igual que Hipócrates, era como si también nosotros hubiéramos amontonado los bultos uno sobre otro, sin distinción.” **
“Los mejores médicos parecen tener un sexto sentido para la enfermedad. Sienten su presencia, saben que está allí, perciben su gravedad antes de que ningún proceso intelectual pueda definirla, catalogarla y ponerla en palabras. Los pacientes también sienten lo mismo con respecto a un médico: que es atento, que está alerta, que está preparado; que le importa. Ningún estudiante de Medicina debería dejar de observar uno de esos encuentros. De todos los momentos de la medicina, este es el más colmado de drama, sentimiento, historia.” Michael LaCombe, Annals of Internal Medicine, 1993
“Es la historia de los pacientes que luchan y sobreviven, pasando de un muro de contención de la enfermedad a otro. La resiliencia, la inventiva y la capacidad de supervivencia -cualidades a menudo atribuidas a los grandes médicos- son cualidades reflejas, que emanan ante todo de quienes luchan con la enfermedad y solo después aparecen, como proyectadas en un espejo, en quienes los tratan. Si la historia de la medicina se cuenta a través de las historias de los médicos, es porque sus contribuciones ocupan el lugar del heroísmo más sustantivo de sus pacientes.”
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* Ver el artículo: Crowdfunding en la ciencia. Los pequeños mecenas del siglo XXI.
** Ver el artículo: Los tumores de Darwin. Viaje alucinante al fondo de un tumor.
Andrés Neuman
La teoría de los subrayados, como siempre, aquí. La práctica, a continuación:
(Antes: El fin de la lectura es una antología de relatos agrupados bajo cinco epígrafes diferentes: Amantes aparentes, Morir bien, En familia, Qué es un héroe y El fin de la lectura. Es de esperar que cada subrayado pueda fácilmente adscribirse a -al menos- uno de ellos.)
- “Fin es una palabra estremecedoramente sintética, a la vez que polifónica. El fin de la lectura es el tiempo mismo, que nos devora y olvida. Ese fin también lo pregona nuestra época, tan inclinada a los falsos apocalipsis, mientras nuevos autores y editoriales rejuvenecen la anciana palabra escrita. Por fortuna, la lectura tiene también el fin de encontrar al lector , lo que supone su mejor comienzo. Gracias.”
- “Los años suelen pasar antes de que uno haya pensado si convenía o no que pasaran, y cuando ya no están ahí, no queda más remedio que convencerse de que era necesario que se fuesen tan rápido.”
- “La civilización entera quedó temblando al aire, igual que ropa limpia.”
- “Le pareció que era innoble morir así, con los ojos cerrados, que su mirada final merecía ser al menos vengativa, quiso abrirlos, no lo hizo, se quedó inmóvil, pensó en gritar algo, en insultar a alguien, buscó un par de palabras hirientes y oportunas, no le salieron, qué muerte más torpe, pensó, y de inmediato: ¿Nos habrán engañado?, ¿no morirá así todo el mundo, como puede?“
- “Eso pensó Moyano: que solía invocarse, quizá cobardemente, el supuesto peligro de realizar nuestros deseos, y solía omitirse la posibilidad siniestra de consumar nuestros temores.”
- “Y yo pude decir al fin, por una vez en esta puta vida, que la quería sin contemplaciones y daba igual el resto, incluso la respuesta.”
- “y había algo más urgente que la belleza, (…) y había una violenta dulzura en aquella otra manera de sentirme hombre.”
- “Yo supe claramente que me hablaba y que aceptaba mi lenguaje. Lo abracé emocionado y le dije mi primera frase de padre, esa que pronunciaré dentro de algunos años cuando haya concebido al hijo que ya tuve y aún no tengo. Conservo todavía un tenue jirón de caricia en mi mentón barbado.”
- “Por mucho que un hijo recompense a sus padres, siempre habrá una deuda temblando de frío.”
- “Silenciosos en sus plantas superiores, los hospitales son lo más parecido a una catedral que podemos pisar los descreídos.”
- “Detesto a los que insisten en que es mejor quemarse que marchitarse. Es mejor marchitarse poco a poco. No aprecio esa veneración estúpida por los héroes difuntos. Yo venero a la gente que sobrevive. Me quedo, por supuesto, con los vivos.”
- “Acostumbrarse al frío se parece a la resignación”.
- “No huelga recordar que la torpeza puede, en ocasiones, ser fruto de un exceso de simetría.”
- “Con las demás mujeres, el sexo era apenas sexo. Desde que conocí a (sor) Juana todas mis amantes esporádicas, y muy especialmente las progresistas, me parecían tibias, previsibles, de una normalidad desesperante. Lo que hacíamos juntos no era terrible, ni atroz, ni imperdonable. Al ser tocado por el otro, ninguno de los dos perdía sus principios.”
- “-Lo único que quiero es que me quieras -dijo él.
Ruth pestañeó varias veces. Se frotó los ojos con ambas manos, como intentando limpiarse todo el viento húmedo que la había golpeado aquella tarde.
-Es la respuesta más terrible que podías haberme dado -dijo Ruth.”
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