El misterio del murciélago

La búsqueda por saber cómo el murciélago consigue volar en la oscuridad resultó una excelente lección sobre el método científico y las fortalezas y debilidades de los investigadores.

Monumento a Lazaro
Spallanzani
(foto CC de Maxo, vía Wikimedia Commons)

El murciélago, como animal nocturno, fugaz y huidizo, que evita a los seres humanos, habita en lugares ya de por sí poco atractivos como cuevas, edificios abandonados y desvanes, y que tiene la rara costumbre de vivir colgado boca abajo, fue objeto de una campaña de publicidad negativa desde los inicios de la historia, asociándolo con lo malévolo, la brujería y lo satánico. Esta percepción se vio fuertemente reforzada por el descubrimiento, en América, de tres especies de murciélagos cuyo principal alimento es la sangre de otros animales, incluidos los humanos. Bautizados rápidamente como “murciélagos vampiro”, ayudaron a promover la superstición y el desagrado por el murciélago en ciertas áreas, aunque los antiguos chinos lo consideraban símbolo de buena suerte y larga vida, y los tenían en concepto más positivo los árabes, las culturas indígenas americanas e incluso los griegos.

La gente no suele ver murciélagos, ni siquiera interactuar con ellos, pese a que son una cuarta parte de todos los mamíferos del mundo en términos de especies. Sus colonias pueden estar formadas por millones y millones de individuos. La mayor colonia urbana de murciélagos, con más de millón y medio de integrantes en la ciudad de Austin, Texas, consume diariamente entre 5.000 y 15.000 kilogramos de insectos, que de no estar controlados acabarían con las cosechas, lo que destaca la importancia ecológica de estos animales.

Son precisamente los murciélagos cazadores de insectos, peces, pequeños mamíferos e incluso otras especies de murciélagos los que presentaron a la humanidad el misterio de volar ágilmente en la oscuridad, sortear obstáculos y cazar con precisión a sus presas. Su nombre original en castellano es “murciégalo”, de mus, muris, ratón, y caeculus, diminutivo de ciego, indicando precisamente a esos pequeños mamíferos que a la luz actúan como si estuvieran ciegos y que sin embargo en la noche navegaban asombrosamente.

La navegación de los murciélagos se convirtió en uno de los principales intereses del biólogo italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799), de la Universidad de Pavia, cuya pasión por la biología lo llevó a hacerse cura para garantizarse la subsistencia y poder aprender ciencia. Mediante elegantes experimentos, Spallanzani demostró que la digestión es un proceso químico y no se reduce al simple triturado de los alimentos, como se creía antes. Fue un pionero de Pasteur, refutando que la vida surgiera espontáneamente de materia orgánica en descomposición. Descubrió que la reproducción necesitaba tanto del óvulo como del espermatozoide, desterrando la idea de la mujer como figura pasiva en la reproducción. Estudió la regeneración de órganos en anfibios y moluscos, e incluso asuntos de la física básica. De él se dijo que descubrió en unos años más verdades que muchas academias en medio siglo.

Spallanzani realizó una apasionante variedad de experimentos con los murciélagos. Les puso en la cabeza capuchones opacos que les impedían maniobrar, y capuchones delgados y transparentes con el mismo resultado. Finalmente, cegó a una serie de murciélagos y los hizo volar entre hilos colgados en su laboratorio con campanillas en el extremo que sonaban si un murciélago los tocaba. Hizo lo mismo con con murciélagos a los que había privado del oído, y vio que no podían orientarse, lo que le sugirió que el oído era el sentido que estos animales utilizaban, de algún modo aún misterioso, para “ver” en la oscuridad. Confirmó su idea cegando murciélagos salvajes, marcándolos y liberándolos para recapturarlos días después. Las disecciones mostraban que los murciélagos en libertad se habían alimentado exitosamente. Spallanzani escribió en su diario: “... los murciélagos cegados pueden usar sus oídos cuando cazan insectos... este descubrimiento es increíble”.

Spallanzani le escribió a la Sociedad de Historia Natural de Ginebra sobre sus experimentos, lo que inspiró al zoólogo suizo Charles Jurine a experimentar, tapando con cera los oídos de sus murciélagos. Con los oídos tapados, el murciélago era torpe y chocaba con los objetos, pero al destaparse los oídos volvía a ser un acróbata de la oscuridad. Intercambiaron correspondencia, Spallanzani replicó los experimentos de Jurine y concluyeron que el oído era el responsable de la maravillosa capacidad de los murciélagos. Sin embargo, no podían explicar cuál era el mecanismo que actuaba. Lo más cerca que estuvo el genio de Spallanzani fue de pensar que el murciélago escuchaba el eco de su batir de alas.

El famoso paleobiólogo francés Georges Cuvier, por lo demás una admirable mente científica, declaró sin embargo que los experimentos de Spallanzani y Jurine eran incorrectos (cuando lo que le molestaba era que los consideraba crueles), y afirmó (igualmente sin pruebas) que los murciélagos se orientaban usando el sentido del tacto. Científicamente, los dichos de Cuvier carecían de todo sustento y razón. Pero Cuvier tenía un gran prestigio e influencia, y muchas personas, cegadas a la realidad de la experimentación, procedieron a ignorar los experimentos y conclusiones de Spallanzani y Jurine. Se aceptó como dogma de fe la hipótesis del tacto y la investigación sobre la orientación de los murciélagos quedó interrumpida.

Cuvier apostó por el “sentido común” en contra de la experimentación.

En 1938, 143 años después de las críticas de Cuvier, el joven científico de Harvard Donald R. Griffin utilizó micrófonos y sensores para demostrar que los murciélagos “ven” en la oscuridad emitiendo sonidos ultrasónicos (de más de 20 kHz) y escuchando el eco para conocer la forma y distancia de los objetos. Después de una serie de experimentos, consideró demostrado que la “ecolocalización” era la forma de ver de los murciélagos, una tecnología que por esos tiempos empezó a utilizarse en la forma de sonar y radar.

Finalmente, la solidez de la experimentación de Spallanzani y Jurine se había impuesto a las creencias irracionales del “sentido común”, demostrando de paso que las creencias sin bases no son sólo patrimonio de la gente común, sino que incluso grandes científicos como Cuvier pueden ser sus víctimas, recordándonos que lo importante es lo que se puede demostrar con la ciencia, y no lo que sus practicantes opinan.

Los murciélagos en datos Los murciélagos forman el orden de los quirópteros, que significa “los que vuelan con las manos”, y hay especies de ellos en prácticamente todo el planeta, con excepción de las zonas más frías del polo norte. Los primeros fósiles encontrados datan de 52 millones de años y en la actualidad hay más de 1.000 especies distintas, de las que el 70% comen insectos.

ADN: una llave para muchas puertas

Fragmento de ADN
(Wikimedia Commons)

Las tecnologías relacionadas con el ADN apenas empiezan a hacerse realidad. Su promesa es, sin embargo, enorme.

Las siglas “ADN” están entre los términos científicos más utilizados popularmente. Tan solo la profusión de programas televisivos que se ocupan de médicos, antropólogos y otros científicos forenses, las han convertido en una especie de arma para toda ocasión, infalible y maravillosa, aunque pocas veces mencionan el nombre completo de la sustancia a la que hace referencia, el ácido desoxirribonucleico.

El ADN fue descubierto por el médico suizo Friedrich Miescher en 1869, al analizar el pus de vendas quirúrgicas. Dado que estaba en los núcleos de las células, le dio el nombre de “nucleína”. 50 años después, el bioquímico rusoestadounidense Phoebus Levene, identificó los componentes de esta sustancia y que estaban enlazados en unidades a las que llamó “nucleótidos” formadas por un grupo fosfato, un azúcar (la desoxirribosa) y una base. Determinó que la molécula de ácido desoxirribonucleico era una cadena de unidades de nucleótidos enlazados por medio de los grupos de fosfato que formaban una especie de columna vertebral de la molécula. No pudo discernir, sin embargo, la forma de la molécula. En 1943, Oswald Avery y su equipo establecieron la idea de que el ADN era el principio transmisor de información genética en algunas bacterias, y en 1952 Alfred Hershey y Martha Chase probaron que el ADN era el material genético del virus bacteriófago T2.

Con imágenes de difracción de rayos X producidas por Rosalind Franklin, Crick y Watson propusieron el modelo de la doble hélice o escalera en espiral, dos largas cadenas de grupos fosfato, cada uno de ellos con una molécula de desoxirribosa y alguna de las cuatro bases, denotadas por su inicial, mismas que se unían de modo exclusivo: la adenina (A) con la timina (T) y la guanina (G) con la citosina (C). Esto significa que si un lado de la doble hélice tiene como base la timina, el otro lado tiene la adenina, sin excepción, de modo que uno de los lados de la molécula tiene la información necesaria para crear el otro. La secuencia de las bases ATGC a lo largo de la cadena de ADN codifica la información para crear proteínas y para todas las funciones de las células, los tejidos y los organismos. El lenguaje de la vida, de todos los seres vivos y muchos virus se escribe en largas palabras de sólo cuatro letras: ATGC (la excepción son los virus de ácido ribonucleico o ARN, que en lugar de citosina tiene uracilo, de modo que sus letras son ATGU).

La siguiente tarea importante se concluyó en 2003, y fue la determinación de la secuencia de bases ATGC que conforman el ADN humano, identificando los genes o unidades básicas de la herencia, segmentos de información que identifican un rasgo o particularidad. En total, los 23 pares de cromosomas de los seres humanos tiene unos seis mil millones de pares de bases, que en términos de datos son aproximadamente 1,5 gigabytes, es decir, que caben en un par de discos compactos (CD). Contiene entre 20.000 y 25.000 genes que codifican proteínas, además de genes de ARN, secuencias que regulan la expresión de los genes (el que actúen o no) y algo que se llamó, imprecisamente, “ADN basura”,

EL ADN se encuentra en largas estructuras llamadas “cromosomas” en el núcleo de las células, así como en las mitocondrias y en los cloroplastos de las células vegetales. Algunas cosas de las que sabemos, nos permiten logros tecnológicos importantes. Por ejemplo, las distintas especies, variedades, subespecies y grupos aislados tienen rasgos diferenciados en su ADN, de modo que con una muestra de ADN podemos determinar con certeza si corresponde a un animal o vegetal, a qué genero y especie, y a qué variedad específica, por ejemplo, podemos saber si se trata de un gato de angora o un gato siamés. Pero esto también permite hacer genética de poblaciones para entender migraciones animales y humanas, comprender mejor nuestra evolución y establecer líneas hereditarias.

Como el ADN de cada individuo es único, con la salvedad de los gemelos idénticos y los clones, con dos muestras de tejido podemos determinar con gran certeza si pertenecen al mismo individuo o si se originan en dos individuos distintos, lo que tiene grandes implicaciones en la ciencia forense, tanto para identificar víctimas y delincuentes como para descartar sospechosos en casos en los que el delincuente deja alguna muestra de tejido delatora tras de sí.

En el ADN se producen las mutaciones y la variabilidad genética responsable de la evolución. La acumulación cuantitativa de estos cambios tiene una tasa regular en el tiempo, de modo que podemos usarla como un sistema de datación: la comparación entre el ADN de dos especies, como los humanos y los chimpancés, o de dos grupos humanos nos dice cuánto tiempo debe haber pasado desde que compartían el mismo ADN.

El ADN que se encuentra en los órganos llamados mitocondrias, las “centrales de energía” de la célula, se hereda única y exclusivamente de la madre, es decir, proviene del óvulo, lo cual nos permite determinar líneas maternas hacia el pasado aprovechando la variabilidad arriba comentada, lo que nos ha permitido saber que todos los seres humanos procedemos de una sola hembra humana que vivió hace unos 150.000 años en África, en lo que hoy es Etiopía o Tanzania.

Adicionalmente, podemos sustituir las funciones de algunos genes o secuencias funcionales del ADN para paliar, tratar o resolver algunas enfermedades ocasionadas por deficiencias, problemas o mutaciones genéticas, o para darle a un ser vivo ciertas capacidades (la “ingeniería genética”).

Con lo que hemos descubierto sobre el ADN en los breves 55 años transcurridos desde que Crick y Watson determinaran su estructura y funcionamiento, nuestra tecnología ha dado saltos asombrosos. Pero todo eso que conocemos palidece ante lo que no sabemos. Tener la secuencia del ADN equivale a disponer de todos los ladrillos, viguetas, hormigón y demás elementos para hacer una casa, es claro que al ver una casa junto a nuestro montón de materiales seguimos sin saber cómo se hace una casa, qué se une a qué y en qué orden deben hacerse las distintas tareas (y cómo se determina el orden) para llegar a la casa.

La basura que no lo es El 4 de noviembre, un grupo de científicos de Singapur informó que parte del ADN considerado provisionalmente “basura” es uno de los elementos clave que diferencian a las especies. Se le llamó “basura” por estar formado de copias de secuencias casi idénticas, y los investigadores ahora le han dado sentido a diferentes familias de repeticiones, como fuente de variabilidad evolutiva y clave en las diferencias entre las especies. De confirmarse, estos estudiose serían otro gran salto en el estudio de nuestro material genético.

Stephen Hawking: viajar desde el sillón

StephenHawking en Oviedo en 2005.
Copyright © Mauricio-José Schwarz

Probablemente el rostro más conocido de la física teórica sea Stephen Hawking, víctima de una enfermedad que debió matarlo hace décadas y ha hecho frágil su cuerpo, pero sin afectar una capacidad intelectual singular.

El hecho de probar muchos de los “teoremas de la singularidad”, o enunciar las cuatro leyes de la mecánica de los agujeros negros, o incluso haber defindio el modelo de un universo sin límites, pero cerrado, que hoy es ampliamente aceptado, dicen poco al público en general acerca de Stephen Hawking, lo mismo pasa con su trabajo en otros temas aún más complejos y entendidos apenas por unos cuantos miles de especialistas en todo el mundo.

Pero la imagen del científico consumido por una enfermedad degenerativa, sonriendo en su silla de ruedas, con claros ojos traviesos tras las gafas y hablando por medio de un sintetizador especialmente diseñado, así como el extraño concepto de “agujero negro” son, sin duda alguna, parte integral de la cultura popular contemporánea. Aunque ciertamente Stephen Hawking no es uno de los diez físicos teóricos más importantes o revolucionarios de la actualidad, sin duda es el más conocido.

Stephen William Hawking nació en Oxford el 8 de enero de 1942, 300 años después de la muerte de Galileo, como hijo del Dr. Frank Hawking, investigador en biología, e Isobel Hawking, activista política. Fue un alumno mediocre, tanto que su ingreso en Oxford fue algo sorpresiva para su padre, y su desempeño tan mediano que tuvo que presentar un examen oral adicional para graduarse. Pasó entonces a Cambridge, interesado en la astronomía teórica y la cosmología, la ciencia que estudia el origen, la naturaleza y la evolución del universo.

Casi a su llegada a Cambridge, en 1963 y con sólo 21 años de edad, Hawking empezó a exhibir los síntomas de la esclerosis lateral amiotrófica, una enfermedad neurodegenerativa causada por la degeneración de las neuronas motoras, las células nerviosas encargadas de controlar el movimiento voluntario de los músculos. La afección empeora al paso del tiempo, ocasionando debilidad muscular generalizada que puede llegar a la parálisis total de los movimientos voluntarios excepto los de los ojos. Afortunadamente, no suele afectar la capacidad cognitiva.

En ese momento dudó si realmente quería ser doctor en física cuando finalmente iba a morir en dos o tres años, según los médicos. Sin embargo, su matrimonio en 1965 con su primera esposa, Jane Wilde, lo impulsó a seguir adelante, con la suerte de trabajar, según sus palabras, en “una de las pocas áreas en las que la discapacidad no es un serio handicap”. Ya doctorado, empezó a trabajar en la comprobación matemática del inicio del tiempo y en el tema que más lo identifica, los agujeros negros, estrellas que se han colapsado sobre sí mismas al agotarse su energía nuclear y cuya atracción gravitacional es tan enorme que ni siquiera la luz puede escapar de ellos. Hoy tenemos la certeza casi total de que hay un agujero negro en el centro de la mayoría de las galaxias, incluida la nuestra, la Vía Láctea.

En 1971, sugirió que las fuerzas liberadas durante el Big Bang debieron crear una enorme cantidad de “miniagujeros negros” y en 1974 presentó sus cálculos indicando que los agujeros negros crean y emiten partículas subatómicas, poniendo de cabeza la concepción vigente de que dichos cuerpos celestes absorbían cuanto se acercara a ellos, pero no podían emitir absolutamente nada precisamente debido a su tremenda atracción gravitacional. Esta, hoy llamada radiación de Hawking, era la primera aproximación a una posible teoría gravitacional cuántica, que uniera los dos grandes modelos, la relatividad que explica los fenómenos a gran escala y la cuántica que explica los fenómenos a nivel subatómico. De fusionarse ambas en un todo coherente, estaremos mucho más cerca de entender el origen del universo.

A partir de ese año, Hawking cosechó numerosas distinciones académicas, entre ellas consiguió la Cátedra Lucasiana de Matemáticas de Cambridge, que han ocupado personajes como Isaac Newton y el pionero informático Charles Babbage, y otros reconocimientos, como ser comandante de la Orden del Imperio Británico. Su prestigio profesional crecía, junto con el asombro que provocaba el que su discapacidad le hiciera resolver complejas ecuaciones totalmente en su mente, sin usar papel ni encerado.

Pero fue en 1988, con la publicación de Breve historia del tiempo, un bestseller internacional de divulgación científica del que ha vendido más de 9 millones de copias, que las personas comunes se hicieron conscientes de su existencia, su vida y su trabajo. En este libro, que cumple 20 años ahora, Hawking explica de modo muy accesible los más apasionantes temas de la cosmología: el Big Bang, los agujeros negros, los conos de luz e incluso la avanzada y compleja teoría de las supercuerdas como elementos causantes de toda la materia, todo sin matemáticas ni ecuaciones. El interés popular por el personaje no ha disminuido desde entonces.

Otros libros de divulgación han seguido, incluido La clave secreta del universo, escrito a cuatro manos con su hija Lucy y dirigido a niños. Ha recibido constantes honores como el Premio Príncipe de Asturias, siempre viajando e impartiendo conferencias pacientemente preparadas en su sintetizador de voz. Ha aparecido en diversos programas de ciencia ficción y documentales, e incluso en las series animadas Los Simpson y Futurama, tiene dos estatuas, en Cambridge y en Ciudad del Cabo, Sudáfrica, y su voz sintetizada se ha usado en dos álbumes de rock. En el proceso, viviendo una vida doméstica bastante común, se ha casado y divorciado dos veces, y tiene tres hijos y un nieto.

Este año, después de convertirse en el primer tetrapléjico que viajó en un avión de entrenamiento de la NASA para disfrutar de la “gravedad cero”, Hawking ha anunciado su retiro de la Cátedra Lucasiana, pasando a ser profesor emérito de la misma, siguiendo la política de Cambridge de que sus miembros se retiren al final del año lectivo en que cumplan 67 años, que Hawking cumplirá en enero próximo. Esto quizá le dará tiempo para poder hacer realidad el que define como su máximo deseo: viajar al espacio, donde, Hawking está convencido, se encuentra el futuro de la especie humana.

El científico y los dioses Hawking se autodefine como un socialista que siempre ha votado a los laboristas, y sus opiniones teológicas han sido campo de batalla, como lo fueron las de Einstein. Al enterarse de que su reciente visita a Santiago de Compostela fuera interpretada como si hubiera querido hacer parte del Camino de Santiago, declaró que las leyes en las que se basa la ciencia para explicar el origen del Universo "no dejan mucho espacio ni para milagros ni para Dios".

La búsqueda del yo interior

De los rayos X a los sistemas de escaneo CAT, MRI, sonografía y otros que permiten a los médicos e investigadores conocer nuestro interior y mejorar sus diagnósticos y tratamientos.

Escaneo MRI de una cabeza
(Imagen GFDL vía Wikimedia Commons)

Conocer el interior del ser humano fue con frecuencia difícil. Considerado sagrado, o espacio reservado a una u otra deidad, estuvo vedado en general a la curiosidad, y los conocimientos anatómicos de las distintas culturas se obtenían frecuentemente con disecciones de animales de víctimas de muertes horrendas, de personas sacrificadas a los dioses o ejecutadas por delitos horribles.

Las disecciones de cadáveres humanos con objeto de adquirir conocimiento se remontan al siglo IV antes de nuestra era, en Alejandría. Los médicos islámicos las realizaron en la Edad Media, inspirando así a a Vesalio, en el siglo XVI, a conseguir permiso del Papa para disecar a ejecutados en la horca y refutar algunas de las suposiciones de Galeno. En los siglos siguientes, la anatomía tanto descriptiva de las estructuras como la del funcionamiento de las mismas.

Pero los médicos seguían teniendo un problema muy concreto para su práctica: no podían ver el interior del organismo, enfermo pero vivo, de sus pacientes, para conocer sus problemas. Palpar, medir la temperatura, realizar pruebas de laboratorio de creciente complejidad, no sustituían, en muchas ocasiones, a ver a los pacientes por dentro.

La primera vez que se consiguió fue por accidente.

En 1895, el físico Wilhelm Conrad Röntgen estudiaba los efectos de varios tipos de equipo de tubos al vacío, las radiaciones que emitían y su fluorescencia. En noviembre de ese año realizó una serie de pruebas sobre una radiación desconocida, que llamó “rayos X” y vio la primera imagen radiográfica: la de su propia mano sobre una pantalla de platinocianuro de bario. El 22 de diciembre, realizó su primera radiografía “médica”: la de la mano de su esposa.

Los rayos X se utilizaron principalmente para crear imágenes en dos dimensiones en placas fotográficas llamadas radiografías y en visualizaciones en tiempo real por medio de la fluoroscopía. Por esto, en ocasiones se utilizan medios de contraste para revelar la forma de ciertos tejidos u órganos, como batidos de bario para el aparato digestivo o contraste de yodo para el sistema circulatorio.

Muy pronto, ya a principios de la década de 1900, el radiólogo italiano Alessandro Vallebona describió un método que utilizaba los principios de la geometría para representar una sección transversal del cuerpo humano en la película radiográfica. A este procedimiento se le llamó “tomografía”, del griego “tomos”, sección o rebanada. En 1972, la aparición de los miniordenadores permitió la creación del sistema de exploración axial transversal, la llamada CAT o tomografía axial computerizada, inventada por Godfried Hounsfield y desvelada en 1972.

A partir de ese momento, en una rápida sucesión, distintos tipos de radiación además de los rayos X fueron utilizados para explorar el interior del ser humano, desarrollando la disciplina conocida como generación de imágenes médicas (medical imaging).

Los rayos gamma se emplean para la tomografía computarizada de emisión de fotón único (SPECT), que ofrece representaciones reales en tres dimensiones útiles en algunos diagnósticos: imágenes de tumores, imágenes de distribución de infecciones, de glándulas como la tiroides o de huesos. Un extraordinario proceso de la física nuclear se utiliza para otro procedimiento, la PET o tomografía de emisión de positrones, que aprovecha la aniquilación electrón-positrón que se da al chocar y destruirse estas dos antipartículas; mediante el empleo de diversas moléculas como portadoras de un isótopo radiactivo de seguimiento. la PET permite observar la actividad funcional de diversos tejidos al concentrar o difundir el material portador, convirtiéndola en una útil herramienta en oncología, neurología, cardiología, neuropsiquiatría y farmacología.

La resonancia magnética nuclear, un fenómeno basado en las propiedades magnéticas a nivel cuántico del núcleo del átomo, es utilizado desde fines de la década de 1970 para visualizar la estructura y funciones del cuerpo en cualquier plano, con un contraste mucho más definido entre tejidos de distintas densidades, en la llamada “resonancia magnética” o MRI, que entre sus ventajas tiene que representa menos riesgos para el paciente que otros sistemas de visualización. En sus diversas formas, las imágenes obtenidas por MRI pueden aislar un tejido “omitiendo” otros, destacando la sangre, respondiendo a los cambios funcionales del cerebro debidos a la actividad de las neuronas, localizando tumores para focalizar más la acción de la radioterapia y otros diagnósticos de tumores, dalos vasculares y lesiones traumáticas del cerebro no detectables por otros medios.

Finalmente, una de las formas de creación de imágenes médicas más conocida es la realizada por ultrasonido, con la que se obtienen las conocidas “sonografías” utilizadas para hacer el seguimiento del feto durante el embarazo, que en realidad deberían llamarse “ultrasonogramas”. Originada en los años 40 a la sombra de las investigaciones del radar y el sonar, la ultrasonografía médica se empezó a utilizar en la década de 1950 y en 1964 entró al terreno de la obstetricia para permitir diagnosticar problemas como los embarazos múltiples, anormalidades fetales, placenta previa y otros. En 1983 se desarrolló la “sonografía en 4D” cuando una serie de imágenes de ultrasonido en 3 dimensiones (desarrolladas en 1987) se capturan y proyectan rápidamente para permitir ver el movimiento del feto, e incluso sus rasgos faciales. Más allá de su valor diagnóstico, los sonogramas favorecen una más sólida unión de los padres con sus hijos antes del propio nacimiento.

Esta búsqueda por ver nuestro yo interior probablemente no suena tan “profunda” como la que vende el esoterismo habitual, pero sin duda alguna es más útil. Estas formas de ver nuestro interior, y otras muchas que están investigándose o implementándose, son herramientas esenciales para que más personas vivan más tiempo y vivan mejor, lo que quizá les permita hacer mejor su búsqueda personal del otro “yo interior”, si les apetece.

Roentgen: Premio Nobel Wilhelm Conrad Röntgen (1945-1923) obtuvo en 1901 el primer Premio Nobel de Física que se concedió. En 1870 publicó su primer artículo científico dedicado a los calores específicos de diversos gases. Trabajó en temas como la conductividad térmica de los cristales, las características del cuarzo, incluidas las eléctricas; los efectos de la presión en la refractividad de diversos fluidos, polarización e influencias electromagnéticas y otros muchos temas, aunque en la percepción popular siempre será, sobre todo, el descubridor de los “rayos X”.

Los secretos del pegamento

El adhesivo, en sus múltiples formas, tiene presencia en todas las actividades de la vida, pero suele pasar totalmente inadvertido.

Algunos adhesivos comerciales para uso doméstico.
(foto D.P. de By Babi Hijau, vía Wikimedia Commons)

Cuando uno es pequeño, al ver la gran cantidad de objetos de cerámica de distintas culturas en los museos, no puede evitar preguntarse si la gente que los había usado tenía forma de pegarlos si se les caían y rompían. Después de todo, el pegamento está en todas partes, desde la lista de útiles escolares de primera necesidad hasta la fabricación de naves espaciales. Los adhesivos, en múltiples formas, tienen una presencia en todas las actividades, pero habitualmente de modo tal que suelen pasar bastante desapercibidos.

Pero, desapercibidos o no, los pegamentos ya eran parte de la vida de las culturas con cerámica, ya fuera burda o refinada. Y desde mucho tiempo antes. Gracias a la arqueología hemos pasado de pensar que el pegamento surge en la cultura humana hace 6.000 años, que es cuando se han datado algunas piezas de cerámica pegadas después de romperse, a saber que hace cuando menos 50.000 años que nuestros primos humanos, los neanderthales, ya usaban savias, resinas y gomas de distintos árboles como adhesivos, algo lógico como sabe cualquiera que al andar por el bosque se haya encontrado con algo de savia o resina pegados en las manos u otra parte del cuerpo.

De hecho, si se conservan las pinturas de Altamira o de Lascaux, se debe a que sus creadores mezclaron sus pigmentos con pegamentos que han resistido entre 15 y 25 mil años. En el año 3000 antes de nuestra era, los egipcios empleaban diversos pegamentos para hacer sus elegantes incrustaciones de madera y piedras preciosas, para poner pisos de mosaico y muros de azulejos que aún se mantienen en su sitio.

Después de los productos vegetales, nuestros ancestros descubrieron, probablemente como parte de los procesos de curtido de pieles y cocción de la carne, la forma de extraer el colágeno de los huesos, piel, músculos y otros tejidos animales, que es una sustancia pegajosa. Otros productos de los animales de la tierra, como la caseína obtenida de la leche y la albúmina de la sangre, fueron también empleados. Después se descubrirían propiedades adhesivas en partes de los peces, principalmente los huesos, cabezas y piel.

De hecho, ya los antiguos griegos tenían recetas de pegamentos utilizados sobre todo en la carpintería, algo muy lógico en tiempos en que los metales para hacer clavos eran escasos y costosos. Una receta griega incluía claras de buevo, sangre, huesos, leche, queso, verduras y granos... no muy apetitosa, realmente. Los romanos, por su parte, empleaban alquitrán y cera de abejas como adhesivos, entre otras sustancias.

La primera patente de un pegamento o adhesivo se otorgó en Gran Bretaña en 1750, como parte de la revolución industrial que se desarrollaba en Europa. Por esas mismas fechas se abrió en Holanda la primera fábrica dedicada exclusivamente a la producción de un adhesivo. Sin embargo, no fue sino hasta el advenimiento de la petroquímica que empezó el desarrollo acelerado y diversificado de numerosos tipos de adhesivos especializados. Hoy en día, la investigación de adhesivos se encuentra en la vanguardia tecnológica, trabajando a nivel subatómico tanto estudiando las patas de los gecos como las propiedades de diversos nanomateriales.

Algunos pegamentos populares

Las resinas epóxicas son uno de los pegamentos más conocidos desde su aparición en 1936. Se trata de sustancias llamadas polímeros epóxidos termoendurecibles que se “curan” (es decir, se polimerizan y se entrecruzan) en presencia de un catalizador o endurecedor. Es por ello que las resinas epóxicas o “epoxies” comerciales suelen venir en forma de dos recipientes cuyo contenido se mezcla inmediatamente antes de aplicarse, aunque existen epóxicos que usan el aire como catalizador, sobre todo los que se utilizan en pinturas y recubrimientos. Los adhesivos epóxicos son del tipo llamado “estructurales” que se utilizan en la construcción de aeronaves, automóviles, bicicletas, embarcaciones, etc.

La cola blanca o pegamento blanco se utiliza comúnmente en la escuela y en la carpintería, además de ser ampliamente usado en la industria de la artesanía de cuero y, agregándole agua, como una de las principales materias primas del papier mâché o cartón piedra. Se trata de un polímero sintético de consistencia gomosa que se llama acetato de polivinilo, y que se prepara como emulsión en un medio de agua. Fue descubierto en Alemania en 1912.

Los cianoactrilatos son los pegamentos conocidos por sus nombres comerciales como Loctite, Krazy Glue o SuperGlue. Son pegamentos especialmente resistentes, muy eficaces en materiales no porosos o que tengan pequeñas cantidades de agua, lo que lo hace especialmente peligroso si se utiliza sin precaución, puesto que pega rápida y sólidamente la piel y otros tejidos humanos. Al mismo tiempo, esta característica favorece el uso de los cianoacrilatos en ciertas formas de cirugía que se sutura sin hilo o grapas, y para sellar heridas en emergencias. Una aplicación curiosa de los cianoacrilatos es que, al calentarse, revelan huellas dactilares en superficies lisas como las de vidrio y plástico.

Los post-its El peculiar pegamento de las notas llamadas Post-It, el nombre comercial original del producto, fue considerado como un fracaso originalmente por su inventor, Spencer Ferguson Silver, un químico empleado en la multinacional de adhesivos 3M. Su invento era un adhesivo de alta calidad pero poca fuerza, formado por pequeñas esferas indestructibles de un copolímero de acrilato que se afianzan si se tira de ellas tangencialmente, pero se despegan si se tira perpendicularmente, y sin dejar residuos. Sus colegas de la empresa no se interesaron por el producto hasta que su colega Arthur Fry vio sus posibilidades para usarlo en marcadores de libros.

Pegamentos de contacto como el llamado “pegamento de zapatero” y el Supergen son aquéllos que se aplican a las dos superficies que se van a pegar y se les permite secar antes de unir las dos superficies. La unión entre las dos películas del adhesivo es rápida y sumamente fuerte.

Pegamento en barra Son pegamentos no muy fuertes, que vienen en forma sólida y que son sumamente cómodos para pegar papel y cartulina. Su facilidad de uso, su bajo costo y la ausencia de solventes y materiales tóxicos en algunas versiones, los han convertido en suministros muy comunes en la escuela y en la oficina.

Sin saber cómo funciona Resulta notable que, pese a la larga historia del pegamento y su extendida utilización por parte del hombre, no tengamos aún una teoría comprobada y validada de cómo es que un pegamento logra el fenómeno de la adhesión. Todo parece indicar que, para que podamos explicar cómo ocurre, deberemos aún desentrañar muchos enigmas acerca de las fuerzas intermoleculares como la llamada fuerza de Van Der Walls, y las interacciones electrostáticas que ocurren a nivel atómico.

Los Premios Ig Nobel: después toca pensar

Los premios Ig Nobel: más allá de lo jocoso y lo aparentemente absurdo, estos premios nos invitan a pensar sobre la ciencia y sus posibilidades.

Desde 1991, un grupo de periodistas e investigadores científicos, entre los que hay actualmente unos 50 científicos, varios de ellos ganadores del Premio Nobel, entregan los premios que llaman Ig Nobel en un teatro de la prestigiosa Universidad de Harvard (antes la sede era una sala de conferencias del famoso MIT). Estos premios, que originalmente se daban a investigaciones que “no podían o no debían ser reproducidas” hoy son, según sus organizadores, para “honrar logros que primero hacen a la gente reír, y luego los hacen pensar”. Adicionalmente, explican que los premios tienen por objeto “celebrar lo desusado, rendir honores a lo imaginativo y promover el interés de la gente por la ciencia, la medicina y la tecnología”.

Los premios son, en ocasiones, críticas abiertas, como los que se han dado a supuestas investigaciones homeopáticas o a los consejos educativos estadounidenses que han sido objeto de ataques por parte de grupos creacionistas fundamentalistas. En otros casos, se otorgan a investigaciones desusadas, inesperadas o extrañas, como el famoso experimento que consiguió hacer levitar a una rana magnéticamente utilizando un campo magnético muy poderoso y las propiedades diamagnéticas del agua, no perceptibles ante campos menos potentes.

Los premios en sí están patrocinados por la Sociedad Informática de Harvard, la Asociación de Ciencia Ficción Harvard-Radcliffe y la Sociedad de Alumnos de Física de Harvard-Radcliffe. Estos premios paródicos pero con su lado serio, son sumamente apreciados por la comunidad científica mundial en general. En marzo de todos los años, la Sociedad Británica para el Avance de la Ciencia y el dario The Guardian patrocinan el Tour Ig Nobel del Reino Unido, donde se aprovechan los Ig Nobel para celebrar la Semana Nacional de la Ciencia con charlas de algunos de los ganadores.

Desafortunadamente, los medios no especializados parecen no haber entendido la broma, y se limitan a usar descripciones imprecisas como "los anti-nobel", "lo irrelevante de la ciencia" y “el ridículo científico", cosa que ciertamente no son.

Por ejemplo, los medios destacaron notablemente este año uno de los premios, otorgado a un investigador por medir cuánto puede alterar un armadillo el contenido de un sitio arqueológico. Extraño es, pero si lo pensamos un poco más a fondo, lo que hizo el arqueólogo brasileño Astolfo G. Mello Araujo, de la Universidad de Sao Paulo, puede tener importantes consecuencias. En arqueología, son muy importantes la ubicación u orientación de algunos restos o elementos, como los que se encuentran en los enterramientos.

Si aplicamos el mismo tratamiento de “después pensar” a otros de los premios Ig Nobel de este año, y nos planteamos preguntas en serio, podemos ver cuán relevante puede ser algo que a primera vista no lo parece.

La Coca-Cola es importante como producto y elemento cultural. Por ello llamó la atención el premio Ig Nobel de química otorgado a los científicos estadounidenses que demostraron que esta bebida es un espermicida efectivo y, ex aequo a los investigadores taiwaneses cuya investigación concluyó exactamente lo contrario. Quizá los ersultados distintos se deben a una diferencia en los protocolos experimentales. Quizá la bebida no es igual en Estados Unidos y en Taiwán. O incluso podría ser que haya diferencias genéticas concretas entre las poblaciones en las que se hizo el estudio. Y en todo ello hay que identificar cuál o cuáles de todos los componentes de la bebida tiene o no propiedades espermicidas, y descubrir por qué los estudios dan resultados distintos. Al menos sabemos que, en muchos casos, los resultados en principio contradictorios son un aviso de por dónde deben realizarse investigaciones ulteriores.

El Premio Ig Nobel de la Paz de este año se entregó a un comité suizo biotecnológico y a todos los ciudadanos de Suiza por declarar legalmente que "las plantas tienen dignidad". Ciertamente suena absurdo, pero llama la atención sobre un problema bioético de primera importancia. Los promotores del Proyecto Gran Simio buscan que se conceda a los grandes simios derechos iguales a los humanos. Sin embargo, en buena medida se pueden aplicar sus mismos argumentos para conceder derechos a otros primates, a todos los mamíferos, a los vertebrados, incluso a todas las plantas, aunque esto implicaría que preparar una ensalada fuera asesinato múltiple. Los seres humanos, tenemos que fijar una línea de demarcación ética, pero aún no es claro dónde y por qué debemos hacerlo. El que el tema se pueda reducir al absurdo y llevar hasta la "dignidad de las plantas" pone de manifiesto que aún no tenemos una aproximación adecuada al conflicto ético en el cual se ubican los defensores de los derechos de los animales y de los entornos ecológicos.

Es muy fácil ver por qué es importante una investigación que sugiera que los placebos caros son más efectivos que los placebos baratos. Tal investigación se llevó el Ig Nobel de medicina este año. Sabíamos que si un paciente espera que algo sea efectivo, su creencia influye en dicha efectividad, por lo menos en cuanto a los síntomas. Es esto lo que hace que parezan efectivas varias formas de curanderismo y brujería. Ahora sabemos también que el precio es un componente, y ello podría explicar la preferencia de algunas personas por medicamentos más costosos (como los “de marca”) frente a los genéricos.

Un último premio especialmente interesante fue para la demostración matemática de que montones de cuerda, o pelo, o casi cualquier otra cosa inevitablemente formarán nudos. La teoría de nudos es, precisamente, una rama de la topología, y los nudos como fenómeno han fascinado a muchos personajes a lo largo de la historia, como el propio Da Vinci, e incluso a culturas enteras, como la celta, cuyos nudos sobrevivieron cuando su idioma no lo pudo hacer. La inevitabilidad de que algo se ate en un nudo puede tener importantes consecuencias en las matemáticas, algo mucho más allá de un simple chiste entre señores de bata blanca.

Cantando el Ig Nobel Entre los premios más divertidos destaca, sin duda, el Ig Nobel de la Paz concedido al baterista japonés Daisuke Inoue por haber inventado la máquina de karaoke (que en japonés significa “orquesta vacía”) en 1971. Habiendo sido considerado por la revista Time como uno de los personajes asiáticos más influyentes en el mundo, en el año 2000 recibió el premio por “proporcionar una forma totalmente nueva para que las personas aprendan a tolerarse unas a otras”. Como detalle curioso, Inoue nunca patentó su invento y no obtiene beneficios de los miles y miles de karaokes que suenan en el mundo.

Los mecanismos de las drogas

Los efectos fisiológicos y químicos de las drogas que el hombre utiliza desde tiempo inmemorial nos permiten averiguar muchos secretos del funcionamiento de nuestro cerebro.

El alcohol, una de las drogas más populares,
y de las pocas legales en muchos países
(Foto CC-BY-2.0  de Payton Chung,
vía Wikimedia Commons)

Llamamos "drogas" a sustancias con actividad neurológica que provoca estados o sensaciones que el usuario halla agradables y que se consumen sin necesidad médica. Así, una sustancia se considera droga no por lo que es, sino por la forma en que la usamos, aunque las drogas no sean exclusivamente de uso humano. Algunos lemures de Madagascar mordisquean a enormes milpiés para que exuden una sustancia venenosa que provoca al lemur un estado alterado que parecen disfrutar. Diversas aves comen fruta fermentada, al parecer por los efectos del alcohol. Los monos verdes, llevados a Bermudas desde Etiopía en el siglo XVII, se aficionaron a la caña de azúcar que fermentaba en las plantaciones, y cuando islas como San Kitt y Nevis se convirtieron en paraíso turístico, descubrieron el mundo del cóctel y se convirtieron en plaga para los dueños de chiringuitos en la playa y al mismo tiempo en una lamentable atracción turística. Esto atrago a investigadores de la Universidad McGill de Canadá, que descubrieron en 2002 que el comportamiento de los monos era muy parecido al de los humanos: de mil monos a los que se les dió alcohol, el 15% bebía de modo frecuente y abusivo, otro 15% bebía muy poco o nada, 5% tenía graves problemas con al abuso del alcohol. Es decir, los monos usan el alcohol como droga del mismo modo que los seres humanos. Eso se debe a que las drogas actúan sobre nuestro organismo de modo predecible y por afinidades químicas en ocasiones asombrosas, alterando la percepción, el humor, la consciencia y el comportamiento, dividiéndose en cuatro clasificaciones generales por sus sustancias más activas: estimulantes, analgésicos, hipnóticos y alucinógenos o psicodélicos.

Las drogas estimulantes aumentan la actividad del sistema nervioso simpático o del central, o de ambos, siendo los más conocidos las anfetaminas y la cocaína, que actúa principalmente bloqueando una proteína responsable del transporte de la dopamina para su reabsorción. Al acumularse la dopamina entre las neuronas, estimula a éstas de modo más prolongado, causando directamente el aumento del ritmo cardiaco y la presión arterial, además de servir como un anestésico local al bloquear los canales de sodio de las neuronas. Otros estimulantes populares son la cafeína y la nicotina del tabaco, y resulta curioso comprobar que la cafeína, considerada la droga de uso más extendido en el mundo, tiene mecanismos químicos de acción tan complejos que se sabe aún muy poco de ellos, y están bajo intensa investigación.

Por su parte, entre los analgésicos utilizados comúnmente como drogas destacan la morfina, la ketamina y la más popular droga de entre las perseguidas por las leyes, el tetrahidrocannabinol o THC, la sustancia activa del cannabis o mariguana. La planta usa esta sustancia para protegerse de los herbívoros y algunos organismos patógenos, porque actúa directamente en el cerebro, en unos receptores especializados de las neuronas llamados precisamente "receptores cannabinoides", que son sensibles a sustancias muy parecidas al THC producidas por nuestro propio organismo, llamadas endocannabinoides. Al activarse, estos receptores ocasionan hipotensión arterial, analgesia o supresión del dolor, relajación y euforia, y alteraciones en la percepción, desorientación, fatiga y aumento del apetito.

Los hipnóticos o productores de sueño más comúnes son los barbitúricos, los opiáceos y las benzodiazepinas. Los tres tipos de sustancias, al igual que el alcohol y algunos cannabinoides, se unen al receptor del neurotransmisor conocido como GABA, aumentando la acción de éste y ocasionando efectos relajantes, reductores de la ansiedad y anticonvulsivos, además de que algunos pueden provocar amnesia. Estos efectos explican las "lagunas mentales" y la somnolencia que ocasiona el consumo excesivo de alcohol, así como la similitud con las sensaciones del alcohol que experimentan quienes abusan de los barbitúricos. Los opiáceos son llamados así por su similitud química con el opio, del que se obtienen tanto la morfina como la heorína, y actúan sobre el cuerpo uniéndose a receptores en el sistema nervioso y en otros tejidos que están específicamente dedicados a este tipo de sustancias, ya que nuestro propio cuerpo produce sustancias opiáceas, como las llamadas "endorfinas", sustancias endógenas similares a la morfina y producidos por la glándula pituitaria que mitigan el dolor y producen una sensación general de bienestar. Por último, las benzodiazepinas, como el diazepam, el lorazepan y el bromazepam, también actúan sobre los receptores del GABA, aumentando los efectos de éste, provocando distintos efectos que van desde la disminución de la ansiedad hasta la sedación.

Finalmente tenemos los alucinógenos, que alteran radicalmente la percepción, emociones y pensamientos, provocando alucinaciones, e incluyen los psicodélicos como el LSD o ácido lisérgico, la psilocibina de los hongos alucinógenos o la mescalina que se encuentra en el peyote, y se popularizaron en la contracultura hippie. El LSD, como ejemplo, afecta a numerosos receptores en el sistema nervioso, en especial los de la serotonina, uno de los cuales controla la corteza visual, y es por tanto responsable de las alucinaciones relacionadas con el LSD que hicieron que se prohibiera incluso para uso terapéutico, pese a que llegó a ser muy prometedor. Otros alucinógenos son los disociativos como la ketamina o el PCP, y los delirantes o causantes de delirio que bloquean los receptores de acetilcolina, los más potentes alucinógenos, entre ellos el beleño o belladona y la mandrágora,

Entender qué hacen las drogas en nuestro organismo y cómo lo hacen es una forma de averiguar sus beneficios y cómo aprovecharlas, y también de comprender sus lados negativos y saber el precio que se puede pagar por la sensación placentera que mueve al consumo de tales sustancias.

El cornezuelo y las brujas El LSD se deriva de la ergotamina, sustancia producida por el cornezuelo del centeno, una plaga de este cereal y que puede provocar convulsiones, alucinaciones, ardor y gangrena por la constricción de los vasos sanguíneos. Las curanderas antiguas utilizaban el cornezuelo para producir abortos y detener la hemorragia postparto. Pero, también, ciertas investigaciones históricas sugieren que quizá algunos casos de cacería de brujas como el de Salem en 1692, fueron producto de las alucinaciones inducidas por el cornezuelo del centeno entre quienes afirmaban estar embrujados o haber visto mujeres volar. Un viaje de ácido podría haber sido el origen de un triste capítulo de la historia.

Pasteur: un revolucionario silencioso

Distintas disciplinas científicas y filosóficas guardan diversas deudas con Louis Pasteur, el químico francés que a fines del siglo XIX hizo para el mundo viviente en gran medida lo que Copérnico hizo con nuestra imagen del cosmos, derribando uno de los más antiguos mitos sobre la vida y estableciendo, por primera vez en toda la historia humana, unos cimientos sólidos de saber demostrable sobre los cuales erigir el edificio de una nueva medicina basada en hechos y no en creencias.

Louis Pasteur en 1878
(Foto D.P. de Félix Nadar)

La carrera científica de Louis Pasteur, sin embargo, comenzó en un área muy alejada de la bioquímica, las vacunas y la pasteurización por las cuales se le conoce hoy en día, estudiando los efectos del ácido tartárico sobre la luz polarizada. En 1848, Pasteur descubrió que los cristales de tartarato de sodio y amonio venían en dos formas asimétricas, de hecho, eran la imagen de espejo unos de los otros. Separó los cristales de las dos formas y vio que la solución de una de ellas giraba la luz polarizada en sentido de las manecillas del reloj, mientras que la solución de la otra la giraba en sentido contrario a las agujas del reloj. Se trataba de dos formas de la misma molécula, una invertida respecto de la otra como una mano izquierda lo está de la derecha. Con este descubrimiento, el joven Jean-Louis Pasteur de apenas 26 años había fundado toda una rama de la química: la estereoquímica, que estudia la disposición espacial de las moléculas de toda sustancia y los efectos biológicos, químicos y físicos que tiene tal disposición.

Este descubrimiento hizo también que el joven Pasteur llamara la atención del mundo, concediéndole la Legión de Honor francesa con sólo 26 años, y fue su pasaporte para obtener el nombramiento de profesor de química en la Faculté de Estrasburgo, lo que impulsó su capacidad para investigar con libertad.

En 1864, el emperador Napoleón III llamó al ya reconocido Louis Pasteur para encargarle la investigación de los motivos por los que la cerveza y el vino se agriaban al paso del tiempo, lo que invariablemente representaba pérdidas para las empresas francesas. Si Pasteur conseguía aumentar lo que hoy llamaríamos la “vida de anaquel” de vinos y cervezas, los beneficios económicos serían cuantiosos. Pasteur utilizó un microscopio para determinar con certeza que en la fermentación intervenían dos variedades de levaduras, una que producía el alcohol al fermentar el caldo y la otra que producía ácido láctico, convirtiendo el vino en vinagre. La solución al problema fue el calentamiento breve del líquido hasta una temperatura de alrededor de 44ºC, con lo que casi se eliminaba la totalidad de las levaduras. Pronto, el vino francés se pasteurizaba después de fermentar para aumentar su vida útil, como hoy se hace con una gran cantidad de productos alimenticios.

Pasteur había demostrado, a diferencia de lo que creían muchos químicos de la época, que la fermentación y la descomposición se debían a la acción de organismos vivos y no era un proceso meramente químico. El paso siguiente fue realizar un experimento que demostrara que los microorganismos en un caldo de cultivo era resultado de la presencia de organismos vivos que se reproducían y no debido a la generación espontánea, doctrina que había sobrevivido más de dos mil años, un elemento restante del aristotelismo que había recibido tan duros golpes a raíz de la aparición del método científico. Aristóteles afirmaba que los organismos vivos son generados por sustancias orgánicas en descomposición, por ejemplo, los ratones surgían espontáneamente de la paja húmeda. Esta idea ya había sido atacada con argumentos, pero fue Pasteur quien desarrolló los elegantes experimentos que clavaron el último clavo en el ataúd de la escolástica y la autoridad aristotélica.

El filósofo Ernesto Renán dijo del método de investigación de Pasteur: “Este maravilloso método experimental elimina ciertos hechos, resalta otros, interroga a la naturaleza, la fuerza a responder y se detiene sólo cuando la mente está totalmente satisfecha. El encanto de nuestros estudios, el poder de atracción de la ciencia es que, en todo lugar y en todo momento, podemos dar justificación de nuestros principios y la prueba de nuestros descubrimientos”.

Pasteur utilizaría su afinada capacidad de diseñar experimentos elegantes y contundentes para probar otra hipótesis sobre el origen de las enfermedades. Habiendo descubierto al parásito responsable de la muerte de gusanos de la seda en Francia, con lo cual salvó a la industria de la seda, Pasteur conjeturó que los microorganismos podrían ser también responsables de las enfermedades contagiosas. A través de cuidadosos experimentos pudo determinar que tal era el caso en enfermedades de las patatas y de los seres humanos, en especial el ántrax.

Hasta ese momento, se intentaba curar con base en distintas creencias, ninguna demostrada experimentalmente. La teoría de los cuatro humores, prevaleciente desde Empédocles (siglo V antes de nuestra era) hasta la Europa del siglo XIX, dominó la práctica médica, con algunos tratamientos letales, como el desangramiento para eliminar el “exceso de humor sanguíneo”. En oriente, la idea de que la salud dependía de fuerzas mágicas como el “chi” o el “prana” llevó a prácticas igualmente poco sanas pero, sobre todo, ineficaces para enfrentar a la gran mayoría de las enfermedades. La teoría de los gérmenes patógenos propuesta por Pasteur terminó, de un golpe, con milenios de incertidumbre e inauguró la medicina con bases científicas, la medicina que dependía de evidencias y no de suposiciones. Con esas bases, además, Pasteur recomendó a los médicos, igual que Líster, medidas higiénicas en cuanto a sus personas, materiales y herramientas que evitaron innumerables muertes por infecciones transmitidas por los propios médicos.

En los últimos años de su vida, Pasteur se ocupó del desarrollo de vacunas usando formas debilitadas de los microorganismos patógenos para inocular a los pacientes y provocar que produjeran anticuerpos para defenderse de la enfermedad en caso de ser atacados por los microorganismos no debilitados. Produjo una vacuna contra el ántrax y otra contra el cólera, y en 1885 administró la primera vacuna contra la rabia. Diez años después, en 1895, moría siendo uno de los seres humanos que más vidas han salvado y que más profundos cambios provocaron en la historia de nuestras civilizaciones.

Un científico comprometido Cuando se le festejaron sus 70 años en la Sorbona, en 1892, Pasteur se definió como “un hombre cuya creencia invencible es que la ciencia y la paz triunfarán sobre la ignorancia y la guerra, que las naciones se unirán no para destruir, sino para edificar, y que el futuro pertenecerá a aquéllos que han hecho más en bien de la humanidad que sufre”.

Planeta desconocido

Explorar un planeta desconocido es una de las principales tareas de la ciencia que han creado los seres humanos. Nuestra vida puede depender de ello.

Constantemente pensamos en mundos nuevos. Cyrano de Bergerac se imaginó imperios en el Sol y en la Luna. Ray Bradbury nos relató estremecedoras historias de una civilización agonizante en Marte. La ciencia ficción ha llenado nuestras inquietudes con planetas desconocidos de todo tipo, gigantes y enanos, ardientes y helados, lejanos y cercanos, con habitantes extraños y asombrosos. Multitud de relatos, novelas y obras cinematográficas han estimulado nuestra imaginación mientras que la ciencia empieza a encontrar planetas en otros lugares del universo. Todo esto a veces parece ocultar el hecho de que no tenemos ningún planeta conocido. Es decir, que no conocemos realmente nuestro propio planeta, apenas hemos arañado su superficie... literalmente.

El agujero más profundo que ha perforado el ser humano es el de la península de Kola, al norte de Rusia, abierto entre 1970 y 1994 con propósitos científicos, de 12,2 kilómetros de profundidad. Con un radio medio de 6.731 kilómetros de profundidad, esto significa que faltarían 6.719 kilómetros para llegar al centro de nuestro planeta. Todo lo que hay debajo de esos 12 kilómetros lo sabemos indirectamente: los primeros 35 kilómetros forman la corteza terrestre, y por debajo están el manto superior, el manto, la astenósfera, el núcleo exterior y, ocupando más de 1200 kilómetros de radio, el núcleo interno, sumamente denso y con una elevadísima temperatura. Se piensa que el calor del centro de nuestro planeta se debe a la desintegración radiactiva de elementos tales como el potasio-40, el uranio-238 y el torio-232. La geología, la vulcanología, el estudio de la deriva continental o tectónica de placas y otras disciplinas nos han permitido tener una idea bastante clara, una buena aproximación, de cómo es el interior de nuestro planeta.

Pero igualmente es cierto que profundizar, de nuevo literalmente, en nuestro planeta, nos deparará muchas sorpresas, porque el conocimiento indirecto nunca es tan completo y detallado como el directo, del que aún carecemos no sólo respecto de la parte sólida de nuestro planeta, sino también de su cubierta líquida.

El planeta Tierra, decía el explorador e inventor del buceo autónomo Jacques-Yves Cousteau, debía llamarse “Agua”, considerando que, al menos superficialmente, es la característica más notable que exhibe. Poco más del 70% de su superficie está cubierto de agua, y casi toda ella es el agua salada de los océanos. La profundidad media de los océanos es de 3.794, más de cinco veces la altura media de los continentes sobre el nivel del mar.

De esa vastedad líquida sabemos, en realidad, muy poco. Se trata de un ambiente sumamente hostil para el ser humano no sólo por la falta de aire, sino porque es en su mayoría un sitio oscuro, a donde no llega la luz del sol. El buceo comenzó alrededor del 4500 antes de nuestra era, principalmente en China y Grecia para obtener alimentos preciados e incluso para algunas acciones de guerra. Pero durante miles de años el hombre se desplazó principalmente sobre la superficie de las aguas de la Tierra, suponiendo que las profundidades marinas albergaban diversos seres fantásticos, amenazas atroces y tesoros fabulosos. La edad de la exploración, entre el primer viaje de Colón y el siglo XIX, permitió finalmente al hombre hacer un mapa de la superficie de nuestro mundo.

Las profundidades son otra cosa. Desde la escafandra diseñada por Leonardo Da Vinci hasta los submarinos y los sistemas de buceo, apenas hemos explorado una mínima parte de los océanos, enfrentando sus profundidades con máquinas capaces de resistir las atroces presiones que se experimentan a grandes profundidades. Así, en los últimos años el ser humano ha hecho importantes descubrimientos en las profundidades, seres singulares más extraños que los imaginados por la ciencia ficción, ya sea por su extraño aspecto, sus capacidades de generar luz mediante distintas formas de bioluminiscencia o, muy especialmente, las bacterias que viven alrededor de los chorros hidrotermales del océano profundo y que obtienen su energía de la reducción de los sulfuros de su medio ambiente y no del sol. Estas bacterias nos han permitido plantear nuevas posibilidades para la vida en otros planetas.

Queda, también, la capa gaseosa de la Tierra, el aire sin el cual no vivimos. Pero tampoco la conocemos a fondo. Nuestros globos aerostáticos y cohetes nos han enseñado mucho acerca de sus capas, cuya composición conocemos con gran precisión, pero su dinámica, valga decir, su comportamiento, sigue siendo una enorme colección de misterios. Más de 200 años después de que Benjamín Franklin demostrara que los relámpagos son descargas de electricidad estática, sabemos mucho sobre cómo son los relámpagos, pero aún no sabemos con exactitud cómo se da el fenómeno de separación de las cargas que producirán el relámpago, y hay varias hipótesis al respecto aún por someter a prueba. No sabemos, tampoco, cuál es el elemento clave para que se desencadene la descarga. Apenas en los últimos años se ha podido observar, gracias al vídeo de alta velocidad, que cada relámpago está formado de un grupo de descargas, 3, 4 o más.

Igualmente, ha sido sólo en los últimos años cuando se ha podido confirmar la existencia de los llamados “eventos luminosos efímeros”, descargas eléctricas de varios tipos que ocurren en las zonas superiores de la atmósfera. Los “sprites”, chorros y ELVES son algunos de estos fenómenos que apenas se están estudiando y que podrían estar implicados en accidentes de aviones e incluso en los transbordadores espaciales.

Los sistemas dinámicos de tormentas, vientos, huracanes y otros fenómenos atmosféricos siguen siendo colecciones de grandes misterios, cuyo comportamiento sigue siendo impredecible, trayendo consigo igual lluvias que sequía, destrucción o buenos tiempos para los pescadores.

El nuestro sigue siendo el planeta más apasionante, y es el que más debemos conocer para poder aprovechar sus recursos sin destruirlos, crecer con él y prevenir desastres, así como encontrar nuevas fuentes de energía y materia primas para la aventura humana en éste que sigue siendo un planeta desconocido.

Nuevas especies Día tras día, los biólogos descubren nuevas especies animales, vegetales y unicelulares, algunas veces con gran cobertura mediática, pero las más de las veces pasando casi desapercibidos. Tenemos identificadas alrededor de 1,8 millones de especies animales, lo cual no quiere decir que ya las hayamos estudiado todas a fondo, pero los cálculos indican que puede haber entre 30 y 50 millones de especies animales en nuestro planeta, literalmente ante nuestros ojos, esperando ser descubiertas.

Las enfermedades infrecuentes

Algunas afecciones son padecidas por un número tan pequeño de pacientes que sus esperanzas de cura, o incluso de mejora, es pequeña debido a que pocos estudiosos y pocos recursos se dedican a ellos.

En los orígenes de la civilización humana, se creía que las enfermedades eran pocas y sus causas igualmente limitadas. La consecuencia lógica de tal pensamiento fue con frecuencia la búsqueda de unas pocas terapias que pudieran encargarse de todas las enfermedades o, incluso, de una sola fuente de curación para todo, la “panacea”, nombre que proviene de Panakeia, la diosa griega de la curación, hija de Esculapio, dios de la medicina y nieta de Apolo, dios, entre otras cosas, de la cicatrización. En la edad media, los alquimistas buscaron una sustancia u objeto prodigioso que lo curara todo y prolongara la vida indefinidamente, la “panacea” o “curalotodo”. Aún en nuestros días es sencillo encontrar en el mundo de la pseudomedicina afirmaciones sobre sustancias o prácticas que “sirven para todo”.

Cuando se imaginaba que toda la enfermedad era producto de algo tan sencillo como un desequilibrio entre los cuatro humores que, se creía, conformaban el cuerpo (sangre, flema, bilis negra y bilis amarilla), las solución parecía bastante evidentes. Si el sanador dictaminaba que el paciente tenía “exceso de sangre”, se le provocaban hemorragias o se le aplicaban sanguijuelas hasta que se curara o muriera. Pero desde la aparición de la medicina con base en evidencias a partir del trabajo de Louis Pasteur y teorías de la enfermedad contrastables y verificables, el conocimiento cada vez más detallado de los numerosísimos procesos de nuestro cuerpo nos ha enseñado los alcances de nuestra complejidad, a veces apabullante. Miles de genes, miles de sustancias en delicado equilibrio, y como consecuencia muchos distintos problemas y enfermedades que pueden presentarse, algunos tan altamente especializados que nuestro arsenal de medicamentos y procedimientos terapéuticos, incluida la cirugía, crece sin cesar.

En este panorama de gran complejidad hay una gran cantidad de afecciones que sólo tienen un puñado de víctimas y un arsenal terapéutico mucho más limitado. Hay desarreglos autoinmunes, de la sangre, del cerebro y el sistema nervioso, cánceres desusados, problemas en los cromosoma, desórdenes inmunes, infecciones y otros varios tipos de enfermedades infrecuentes.

Algunas de estas afecciones, como el síndrome de Apert, son producto de mutaciones genéticas. Esta enfermedad provoca graves malformaciones en sus víctimas: el cráneo se fusiona prematuramente, el tercio medio de la cara da un aspecto de hundimiento y los dedos de manos y pies están fusionados. En casos así, la ciencia se empeña, en lo posible, en la detección temprana del problema en el feto y en paliar los efectos del desarreglo genético.

Otras enfermedades como el síndrome de Klippel-Feil, son de origen aún desconocido. En esta afección, la víctima tiene algunas vérteberas cervicales fusionadas, muestra la línea de nacimiento del cabello muy baja y un cuello corto. La enfermedad es congénita, pero no se ha demostrado que sea genética, sólo que aparece en etapas tempranas del desarrollo fetal. En los casos graves, las víctimas pueden requerir una aproximación quirúrgica. Otra afección congénita poco frecuente es el síndrome de Moebius, en el que los nervios craneales 6 y 7 no están bien desarrollados, por lo que los pacientes carecen de expresión facial y tienen los movimientos oculares laterales limitados. Su origen es desconocido y el tratamiento ataca los principales problemas resultado de la enfermedad, con variadas terapias y cirugía.

Las organizaciones especializadas en enfermedades infrecuentes como NORD en los Estados Unidos, cuentan con bases de datos de más de 1.500 enfermedades distintas, entre las cuales las más angustiantes son las que atacan a los niños, avanzan de modo constante y carecen de tratamiento todavía. Son las llamadas “enfermedades huérfanas”, las que no tienen la atención de universidades o laboratorios farmacéuticos, ya que las pocas víctimas que tienen no ameritan, a sus ojos, la inversión en el estudio de las enfermedades, sobre todo cuando el financiamiento para la investigación médica es limitado, cosa por demás frecuente. NORD mantiene un programa de subsidios para investigar enfermedades tan extrañas como el síndrome APECED, una afección genética llamada también síndrome poliglandular autoinmuine de tipo 1, que afecta a niños y adultos menores de 35 años con una letal combinación de síntomas, desde el funcionamiento insuficiente de las glándulas paratiroideas hasta insuficiencia de las glándulas renales, fácil infección de hongos en las membranas mucosas y las uñas, anormalidades en el sistema inmune y baja producción de algunas hormonas, que puede poner en riesgo la vida de las víctimas.

En general, se considera que una enfermedad es infrecuente o huérfana en los Estados Unidos si tiene menos de 200.000 víctimas. En la Unión Europea, el criterio es de menos de 5 víctimas por cada 100.000 personas. Los expertos estiman que hay un total de entre 5.000 y 8.000 enfermedades huérfanas, algunas con una sola víctima. En gran medida gracias a las movilizaciones de padres y familiares de pacientes con enfermedades desusadas, la Agencia Medicinal Europea estableció en el año 2000 el Comité sobre Productos Medicinales Huérfanos, dedicado a supervisar el desarrollo de medicamentos para enfermedades huérfanas en la UE. El Consejo Europeo ofrece además incentivos diversos para el desarrollo de medicamentos para estas afeccioens, como el perdón de las cuotas relacioandas con el proceso de aprobación del marketing, la garantía de un monopolio de 10 años para los pioneros de medicamentos huérfanos, autorización de comercialización en toda la UE y asistencia en el desarrollo de protocolos de investigación. Estas disposiciones, igual que otras en los Estados Unidos, ofrecen nuevas esperanzas a las víctimas de estas afecciones y han incrementado notablemente el desarrollo y comercialización de medicamentos para enfermedades huérfanas, aunque aún queda mucho por hacer.

La gente azul Una de las más peculiares afecciones es la de las personas cuya piel adquiere una tonalidad gris-azulada debido al consumo de plata coloidal, una sustancia a la que algunas formas del curanderismo o seudomedicinas alternativas le adjudican propiedades de panacea. El consumo continuado de esta sustancia provoca la llamada “argiria”, dando a sus víctimas una notable coloración, pero además causa daños cerebrales, convulsiones y la muerte o un estado vegetativo persistente. Una horrenda paradoja en la busca de la salud.

La sabiduría científica de la antigua China

En China surgieron muchos de los avances tecnológicos clave de la humanidad, más de los que tradicionalmente conocemos. Avances cuyo origen olvidó durante mucho tiempo todo el mundo, incluidos los chinos.

El que llamamos "triángulo de Pascal" en un
libro de Chu Shih-Chieh (o Zhu Shijie) de 1303.
(Imagen D.P. vía Wikimedia Commons)

Uno de los productos más longevos del colonialismo de las naciones de occidente sobre Asia, África y América ha sido una visión que niega a las culturas originarias de esas áreas geográficas la posibilidad de haber realizado avances y logros en su propio desarrollo. Incluso, ciertas formas de seudoarqueología pretenden asignar la responsabilidad de las grandes construcciones del mundo no occidental a civilizaciones míticas como la de la Atlántida o incluso a supuestos extraterrestres, negando así a los pueblos de lo que hoy es el tercer mundo la paternidad de las pirámides de Egipto y Mesoamérica, Macchu Pichu, los geoglifos sudamericanos, los moais de la Isla de Pascua o la ciudadela de Angkor Wat, por señalar algunas creaciones humanas víctimas de la supuesta disciplina llamada “astroarqueología”.

Esta visión un tanto paternalista, condescendiente e incrédula la ha sufrido también China, pese a que fue indudablemente la sociedad con mayor avance tecnológico del mundo desde el año 600 de nuestra era hasta el 1500, cuando la revolución científica recorrió Europa. Y es que las tecnologías, en muchas ocasiones, no dependen del conocimiento preciso de sus fundamentos, ni siquiera de un pensamiento científico y crítico. La brújula funciona igual si uno cree que la mueve la mágica fuerza del chi, indetectable y misteriosa, o si uno sabe que se mueve debido a las leyes físicas de nuestro universo. Tecnología no es ciencia.

Sin embargo, para algunos estudiosos incluso la revolución industrial que dio a nuestro mundo su forma actual fue, en cierto modo, producto de la tecnología china. El arado chino, con orígenes que se remontan a cuatrocientos años antes de nuestra era se introdujo en Holanda e Inglaterra en el siglo XVII, ayudando a desencadenar la revolución agrícola europea que, a su vez, desembocaría en la revolución industrial.

Más allá de los logros ya conocidos de la tecnología china, el papel (inventado el siglo II a.n.e.), la brújula (siglo XI), la pólvora (siglo IX) o el puente colgante (285 a.n.e.), la nómina de inventos originales chinos es abundante. A continuación señalamos algunos de los que podríamos considerar más asombrosos.

El hierro colado fue obtenido primero en China gracias a que esta civilización consiguió hace unos 2300 años crear un fuelle que dispensaba un flujo constante de aire con el cual pudieron hacer los primeros altos hornos capaces de fundir el hierro hasta que fluyera como agua.

Los chinos fueron la primera civilización que utilizó el gas natural como combustible además de haber desarrollado complejos sistemas de perforación a gran profundidad. Ya en el siglo I de nuestra era podían perforar hasta a 1500 metros de profundidad. Fue su búsqueda de depósitos de sal que los llevó a conocer el gas y aprender a guardarlo en barriles y quemarlo para evaporar agua marina y producir sal.

Las matemáticas chinas se desarrollaron con total independencia de las europeas. Un ejemplo de ellas es el llamado “triángulo de Pascal”, que lleva el nombre del matemático francés Blas Pascal que lo formuló en el siglo XVII. En este triángulo, cada número es la suma de los dos que están sobre él, y sirve para demostrar muchas propiedades matemáticas. Sin embargo, este triángulo ya había sido descrito ya en 1303 por Chu Shih-Chieh, en su libro Espejo precioso de los cuatro elementos, pero no deja de ser relevante que se le llame “el método antiguo”, pues se le conocía desde el 1100, cuando apareció en un libro hoy perdido del matemático Kiu Ju-Hsieh.

El uso del álgebra para la expresión de la geometría es también un logro chino independiente, como la la presentaba el libro Manual matemático isla del mar, que data del siglo III a.n.e. A partir de entonces, a lo largo de la historia china la geometría se consideró por medio del álgebra, con técnicas que se desplazaron a occidente donde fueron retomadas y perfeccionadas por famosos matemáticos árabes como Al-Juarismi, considerado el padre del álgebra y de cuyo nombre derivamos las palabras guarismo y algoritmo, y de allí pasaron a Europa.

Muchos otros logros, más o menos relevantes, distinguieron a China durante más de 1.500 años. Sin embargo, el proceso se detuvo y China no sólo no pasó por una revolución industrial ni científica, sino que llegó a olvidar que había sido la fuente de muchos grandes logros del pasado, algunos de los cuales volvieron a China como productos occidentales (por ejemplo, el reloj mecánico) sin que nadie estuviera consciente de que había llegado a Europa primero desde China.

Se han aducido motivos históricos, culturales, filosóficos y económicos para intentar entender por qué hubo el estancamiento y retroceso científico y tecnológico de China: la influencia de los jesuitas, la cerrazón de los mandarines, el marco filosófico no adecuado para el pensamiento crítico y la experimentación y la abundante mano de obra son algunas de las causas que pueden haber ocasionado este fenómeno. En lugar de los avances del conocimiento, en China sobrevivieron prácticas supersticiosas como el feng-shui, la acupuntura, la herbolaria y el qi-gong, disciplinas que no han podido demostrar que sus postulados sean válidos, ni la existencia de las fuerzas mágicas que, aseguran, mueven al universo y a los seres humanos. Hoy, en más de un sentido, China vive una segunda oportunidad de ser parte de la ciencia y la tecnología que, después de todo, se originó en su país, un imperio que se unificó hace dos mil años.

Antes de Leonardo, Shen Kuo Shen Kuo, cortesano nacido en 1031, fue un temprano hombre del renacimiento que trabajó en campos que iban desde las matemáticas, la anatomía y la astronomía hasta la diplomacia, la poesía y la música, además de ser general del ejército, ministro de finanzas, jefe de la oficina de astronomía de la corte y prolífico escritor. Fue el primero en describir la brújula magnética, descubrió el concepto de “norte verdadero”, midiendo con precisión la distancia entre la estrella polar y el norte verdadero, esencial para una navegación precisa. Hizo el mapa de las rutas orbitales de la luna y los planetas describiendo el movimiento retrógrado, diseñó un reloj de agua, propuso una teoría de la formación de la tierra a partir del estudio de los fósiles marinos hallados tierra adentro y su conocimiento de la erosión y los sedimentos, convirtiéndose en pionero de la geomorfología, además de postular un cambio climático gradual, como pionero también de la paleoclimatología. Murió en 1095 pudiendo decir, como Terencio, “nada humano me es ajeno”.

El reloj de la vida

Los ciclos que conforman el gigantesco círculo de la vida y la muerte están regidos por nuestro entorno, pero también por un asombroso mecanismo interno: el reloj biológico de todos los seres vivos.

Nos despertamos y dormimos, igual que muchos animales con un sistema nervioso complejo, siguiendo un ciclo de 24 horas. Nuestra temperatura asciende y desciende en ciclos a lo largo del día. Seguimos patrones claros. Por ello, muchos científicos empezaron a cuestionarse si nuestro cuerpo únicamente respondía a los estímulos externos, al ciclo de luz y oscuridad, a las variaciones de temperatura durante el día, o si tenía un sistema propio para regular esos ciclos los llamados "circadianos", cercanos a la duración del día, los que son más cortos, como el de la respiración o el de la alternación de sueño profundo y sueño REM en una noche, llamados ultradianos, y los que son más prolongados, los infradianos, como el ciclo menstrual de las mujeres o el de la hibernación en algunos mamíferos.

En 1938, el padre del estudio científico del cerebro, Nathaniel Kleitman y su compañero investigador Bruce Richardson se internaron en la Cueva del Mamut en Kentucky, con el objetivo de cambiar su ciclo circadiano de 24 a 48 horas. Permanecieron aislados durante 32 días sin lograrlo, pero algunos problemas con el diseño experimental hicieron que los resultados no se consideraran concluyentes.

Por entonces, sin embargo, el fisiólogo y psicólogo alemán Jürgen Aschoff ya estudiaba la regulación de la temperatura en el ser humano, descubriendo que seguía un ciclo de variaciones de 24 horas. Estudiando en sí mismo, en sujetos aislados en un búnker subterráneo, en aves y en ratones, concluyó que el ritmo circadiano es innato, que no requiere la exposición a estímulos externos para darse. En otras palabras, los seres vivos tienen —tenemos— un ciclo circadiano interno, un reloj biológico interconstruido como parte de nuestra fisiología. Había fundado la disciplina de la cronobiología, el estudio de los ritmos cíclicos de los organismos.

El campeón de los experimentos de aislamiento de estímulos externos es, sin duda, Michel Siffre, un geólogo francés que decidió experimentar qué pasaría si se aislaba totalmente de los estímulos externos (temperatura, luz, ruido) que pudieran actuar como indicadores de tiempo, denotados en psicología por el término alemán zeitgebers. En 1962, a los 23 años, Siffre pasó dos meses en un glaciar subterráneo en los Alpes marítimos franceses. En 1972 estuvo más de seis meses viviendo en una cueva en Texas y, finalmente, en 2000, a los 61 años, estuvo 73 días aislado bajo tierra.

La idea de estos experimentos era que la temperatura constante y la falta de otros estímulos externos (Siffre informaba a la gente de la superficie de su hora de dormir, de despertarse, sus horas de alimentos, etc., pero no recibía a cambio ninguna comunicación) harían que se expresara o no la regulación interna de los ritmos. En 1962, cuando salió, Siffre creía que era el 20 de agosto, cuando en realidad era el 17 de septiembre. El ciclo natural de Siffre se fue ampliando, llegando a ser de más de 25 horas. En los experimentos de 1972 y 2000 ocurrió lo mismo. Hoy sabemos que nuestro reloj natural o biológico tiene un ciclo de poco más de 24 horas, aunque algunas personas se han acomodado a ritmos de hasta 32 horas por cada “día”, manteniéndose despiertos durante 20 horas y durmiendo 12.

Los estudios relacionados con estos ciclos nos han permitido saber, por ejemplo, que la hormona del crecimiento humano, esencial para el desarrollo de los niños, se secreta principalmente durante las fases de sueño profundo, que la somnolencia de alrededor de las 3 de la tarde no depende del calor ni de la comida, sino que la siesta es un fenómeno natural del ciclo de vigilia-sueño, o que alrededor de las 5 de la tarde experimentamos la máxima fortaleza muscular del día.

Evidentemente, al igual que cualquier otro reloj, nuestro reloj biológico requiere sincronizarse o "ponerse en hora”, para lo cual utiliza los estímulos externos. Unas células especiales sensibles a la luz en la retina registran la alternación del día y la noche, e informan de ello a osciladores moleculares de las neuronas situadas en los puntos de nuestro cerebro conocidos como el núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo, diminutas estructuras que yacen exactamente sobre el quiasma óptico, el punto en el que los nervios ópticos procedentes de ambos ojos se cruzan e intercambian la mitad de sus fibras nerviosas. Los núcleos supraquiasmáticos a su vez envían información a la glándula pineal, responsable de producir la melatonina, hormona que predispone al sueño, al caer la noche. Así, día a día nuestro reloj interno se pone en hora y se ajusta a la realidad de nuestro entorno.

Sin embargo, cuando estos estímulos externos entran en contradicción con nuestra actividad biológica (como en los cambios de horario al principio y al final del verano, cuando trabajamos a turnos o cuando hacemos viajes que nos llevan a zonas horarias muy distintas de la de origen), podemos sentir niveles importantes de malestar, desorientación e incapacidad para funcionar correctamente. Lo que un tiempo se consideró una exageración o imaginación de los viajeros, el jet lag hoy se conoce como una afección real que incluye entre sus síntomas la falta de apetito, dolores de cabeza, sinusitis, fatiga, desorientación, insomnio, irritabilidad, irracionalidad y depresión leve... nada que sea lo ideal para alguien que viaja por motivos importantes de trabajo o de cuestiones diplomáticas o de estado. Por ello, cada vez más las empresas y gobiernos buscan que sus enviados tengan un tiempo adecuado de adaptación en viajes a zonas horarias lejanas. Se calcula que se requiere un día por cada zona horaria de cambio.

Nuestra vida está regida por relojes biológicos que son el resultado de millones de años de evolución en los que el medio ambiente y el movimiento de la Tierra alrededor del Sol y la Luna alrededor de la Tierra nos han moldeado con gran eficacia para estar idealmente adaptados a nuestro entorno, algo que no deja de ser una notable hazaña.

Los medicamentos y nuestro reloj El conocimiento cada vez más detallado de nuestros ciclos vitales y su expresión en todo nuestro cuerpo ha llevado al desarrollo de la cronofarmacología, una disciplina aún poco conocida que estudia cómo cambia el efecto de los medicamentos con respecto de los ciclos internos del cuerpo. Hoy sabemos que la hora a la que se administra una sustancia determinada puede ser de enorme importancia en cuanto a su efectividad... o falta de ella, no sólo por el ciclo de nuestros relojes, expresado en secreción de hormonas, temperatura, etc., sino también por los ciclos de los causantes de la enfermedad, como bacterias y protozoarios.