Los seres microscópicos

noviembre 30, 2019 on 6:17 pm | In biología, descarga textos pdf, galería de imágenes | No Comments

Irene García Fierro | Esta es la segunda presentación que cuelgo en ccapitalia. Va sobre un tema que siempre me ha interesado: las células y las enfermedades. Todas las fotos las he sacado yo con el microscopio que tengo en casa y las preparaciones que mi padre ha ido consiguiendo de diferentes sitios. Espero que os guste y sirva de ayuda.

Aquí podéis visitar el espacio de la galería donde voy colocando más imágenes.

Los sonidos de la mente, por Xurxo Mariño

octubre 9, 2011 on 7:43 am | In biología | No Comments

Adolfo García | Hace unos días subí a ccapitalia un vídeo con un registro de la actividad en la corteza cerebral. Ahora, de una manera más amena, podéis disfrutar y ampliar conocimientos sobre estos temas con la conferencia de Xurxo Mariño «Los sonidos de la mente». Ésta tuvo lugar el pasado 24 de septiembre en el marco de las jornadas Amazings 2011.

En este otro enlace de la ETB podéis ver la conferencia con mejor calidad. www.eitb.tv/es/#/video/1192628152001

Registro de la actividad eléctrica de la corteza cerebral

septiembre 25, 2011 on 4:57 pm | In biología | 3 Comments

Adolfo García | Desde pequeño he sentido gran fascinación por el mundo microscópico. Con apenas 11 años me regalaron un microscopio que aún conservo con gran cariño. Bajo la inocencia de aquellos años mi meta profesional -para cuando fuese mayor- era ser científico… Qué iluso…

Afortunadamente, años después, mi hermano Josué ha tenido la determinación y capacidad de lograr aquello con lo que yo fantaseaba. Hoy en día mi hermano trabaja como investigador en el fascinante campo de la neurobiología.

De vez en cuando curioseo en el ordenador de mi hermanito buscando alguna foto, texto o, simplemente, converso con él para que me cuente en que anda metido. En la actualidad Josué investiga sobre la naturaleza y mecanismos que hay detrás de la plasticidad del sistema nervioso. Él y sus colegas intentan entender cómo y por qué se desarrollan nuevas conexiones entre neuronas ante, por ejemplo, una lesión medular o la muerte masiva de neuronas provocada por un infarto cerebral.

Durante sus explicaciones Josué me enseño un vídeo, acompañado de audio, de un registro de la actividad nerviosa a nivel neuronal. Al ver aquello no pude ocultar mi asombro al comprobar las similitudes que existen con las señales de un circuito electrónico digital.

El vídeo recoge un registro de la actividad eléctrica de la corteza cerebral de las capas profundas de la corteza (capas 5 y 6) mediante la implantación de electrodos de tungsteno de 5 MΩ de impedancia y un diámetro de unas pocas micras. Estos electrodos se situaron en el espacio extracelular (espacio que rodea a las neuronas). Esta localización extracelular permite registrar la actividad eléctrica simultánea de todas las neuronas que se encuentran en un radio de unos cientos de micras en torno al electrodo. El vídeo, cuya duración es de 5 minutos y medio, reproduce a cámara muy lenta unos eventos eléctricos que en realidad se han sucedido en el espacio de milisegundos.

La corteza cerebral es la estructura biológica más compleja que se conoce. Está constituida por millones de neuronas distribuidas en distintas capas. Cada una de estas neuronas recibe contactos sinápticos de miles de neuronas de la misma y de otras capas de la corteza. Esta densa interconexión posibilita que toda la red neuronal que forma la corteza cerebral pueda funcionar de forma sincrónica en determinados momentos. De esta forma, la red neuronal puede oscilar entre un estado en el que toda la red está activa (estados UP) y un estado en el que toda la red está silente (estados Down). En el vídeo se muestra la alternancia de estos dos estados de actividad de la corteza cerebral: estados Up (en los que se ve y escucha el disparo simultáneo de potenciales de acción de las neuronas) y estados Down (en los que la red está silente, no se observa ni escucha el disparo de potenciales de acción de las neuronas). Ambos estados se suceden continuamente, pudiendo durar cada estado desde menos de un segundo a unos pocos segundos, dependiendo del estado de actividad global de la corteza cerebral.

Paisajes Neuronales II

abril 20, 2010 on 3:26 pm | In biología, galería de imágenes | No Comments

Adolfo García Yagüe | En esta segunda colección de Paisajes Neuronales, a diferencia de la anterior, donde se mostraban imágenes tomadas con equipos de microscopía profesionales, os presento algunas imágenes que he tomado “en plan aficionado” acoplando una cámara de fotos a un microscopio óptico convencional.

Aunque hoy pueda parecer algo evidente, hasta la invención del microscopio los científicos no fueron capaces de formular lo que hoy conocemos como la Teoría Celular. Esta Teoría afirma  básicamente que  la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos y que cada célula procede de otra célula preexistente, por división de ésta (Omnis cellula e cellula). La historia de este importante capítulo del saber científico comienza en el siglo XVII, con las primeras observaciones microscópicas de Robert Hooke. Aunque la Teoría Celular se aplicó rápidamente a todos los tejidos, tanto vegetales como animales, no ocurrió lo mismo con el tejido nervioso. Esto fue debido a que el tejido nervioso al ser observado con el microscopio se mostraba como un entramado complicado de conexiones, en donde no era evidente la presencia de células independientes, sino más bien de una red continua o retículo. No será hasta 1888, cuando Santiago Ramón y Cajal extienda la validez de la Teoría Celular al tejido nervioso, con su Teoría Neuronal. Esto fue posible gracias a dos factores, el método de tinción empleado, y el estudio en animales en etapas fetales o de escasa edad, en donde la red de conexiones neuronales es aún escasa, algo así como un bosque en formación, en el que las ramas de cada árbol se pueden diferenciar de las de los demás. De esta forma observó que, al igual que en el resto de tejidos, cada neurona era independiente de las demás, aunque estableciese miles de conexiones con miles de neuronas.

A continuación os resumo los que considero los principales hitos en el desarrollo de la Teoría Celular así como de la Teoría Neuronal. [ir a Galería Paisajes Neuronales II]

1665. Robert Hooke(1635-1703). Observa, mediante un microscopio fabricado por él, una fina lámina de corcho identificando pequeñas oquedades que le recuerdan a las celdas de un panal. Hooke bautiza a estas celdillas con el nombre de células.

1791. Luigi Galvani (1737-1798). Descubre que aplicando electricidad sobre las ancas de una rana estas se contraen. De manera inversa, propone que nervios y músculos pueden generar una corriente eléctrica.

1833. Robert Brown (1773-1858). Identifica dentro de todas las células vegetales que observa una especie de aureola circular más opaca que la membrana exterior. Llega a la conclusión de que se trata de un elemento común a las células y lo denomina núcleo celular.

1837. Jan Evangelista Purkinje (1787-1869). Observa un tipo de  células nerviosas que se localizan en el cerebelo: las células de Purkinje. Estas células nerviosas destacan sobre el resto por su gran tamaño y abundantes ramificaciones. Además de otros importantes descubrimientos, Evangelista Purkinje fue el primero en emplear el microtomo como instrumento para la realización de finos cortes de una muestra de tejido.

1838. Matthias J. Schleiden (1804-1881). Concluye que la  célula es la unidad básica de los organismos vegetales y que el crecimiento de las plantas se producía mediante la generación de células nuevas que se propagan a partir de los núcleos de las viejas. Aunque posteriores descubrimientos mostraron su error respecto al papel del núcleo en la mitosis o división celular, su concepto de la célula como unidad estructural común a todas las plantas marca el punto de partida de las siguientes investigaciones sobre los procesos vitales que se producen a nivel celular.

1839. Theodor Schwann (1810-1882). Extiende  las conclusiones de Schleiden a los organismos animales.

1859. Hermann von Helmholtz (1821–1894). Identifica una corriente eléctrica procedente de las células nerviosas. Concluye su tesis afirmando que este pulso eléctrico es el modo en que éstas trasmiten mensajes.

1863. Otto Friedrich Karl Deiters (1834-1863). Es reconocido como el primero en observar células nerviosas parcialmente completas con sus prolongaciones. Por lo que se refiere a los métodos de coloración empleados por entonces, aparte de los de aplicación general -basados en el carmín y la hematoxilina- se disponía de otros como el método de Weigert, especialmente recomendados para el estudio del sistema nervioso.

1871. Joseph von Gerlach (1820-1896). Formula su Tesis Reticular a partir de observaciones del tejido nervioso empleando cloruro de oro como elemento de tinción.  Su tesis se construía sobre la hipótesis de que todas las células nerviosas conforman una red continua, sin interrupciones entre ellas. Esta tesis facilitaba la explicación sobre como viajan los impulsos nerviosos entre distintas zonas del sistema nervioso.

1873. Camilo Golgi (1843-1926). Mediante el empleo de nitrato de plata, descubre una técnica de tinción que permite, por primera vez, visualizar de forma nítida una célula nerviosa. Estas adquieren una coloración negra, destacando sobre el fondo y con sus perfiles muy bien definidos. Golgi respalda la tesis de reticularismo formulada por Gerlach.

1884. Franz Nissl (1860-1919). Entre las importantes aportaciones de este investigador del sistema nervioso merece recordarse aquí la técnica de tinción que lleva su nombre. El método Nissl “tiñe” de color azul el núcleo celular y el cuerpo celular o pericarion, viéndose, junto a este último la base de las dendritas.

1886-1887. Con solo unos meses de diferencia, y de manera independiente, Wilhelm His (1831-1904) y August Forel (1848-1931) llegan a la hipótesis de que las células nerviosas son independientes y terminan libremente poniendo en cuestión la Tesis Reticular.

1888. Santiago Ramón y Cajal (1852-1934). Partiendo del método de tinción descubierto por Golgi, introduce una mejora que denominó “doble impregnación” con la que consigue tinciones más complejas. En este año edita sus descubrimientos en una serie de tres artículos publicados en su Revista Trimestral de Histología Normal y Patología, de la que solamente aparecerán tres números. Esta serie de artículos se inicia con el titulado “Estructura de los centros nerviosos de las aves” donde demuestra que las ramificaciones de las células nerviosas no finalizan de manera difusa en una retícula, sino que finalizan libremente. Por lo tanto, las células nerviosas son unidades anatómicas y funcionales independientes, que se comunicaban entre sí por contacto o contigüidad, no por continuidad.

1891. Wilhelm von Waldeyer-Hartz (1836-1921). Este influyente científico alemán publica un artículo donde avala las investigaciones y la teoría propuestas por Cajal. En este artículo Waldeyer utiliza -por primera vez- el término neurona para denominar a la célula nerviosa.

1891. Santiago Ramón y Cajal.  Formula la Ley de la Polarización Dinámica de las Neuronas según la cual la transmisión neuronal es siempre unidireccional: fluye desde las ramificaciones dendríticas hacia el cuerpo de la neurona, donde se procesa dicha información, y de éste hacia las ramificaciones terminales o axones, para contactar con otra u otras neuronas.

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Fractales en la Naturaleza

febrero 15, 2010 on 7:55 pm | In biología, matemáticas | 2 Comments

por David de Torres

Para poder identificar las formas fractales en la naturaleza, debemos primero saber qué es un fractal y sus propiedades.

Benoît B. Mandelbrot, fue quien le dio por primera vez el nombre de “fractal” a este tipo de geometría y la definió como un objeto semi-geométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas (Mandelbrot, The fractal geometry of nature, 1982).

K.J. Falconer definió las siguientes propiedades para las formas fractales (Falconer, 2003):

  • Demasiado irregular para ser descrito en términos geométricos euclídeos tradicionales.
  • Posee detalle a cualquier escala de observación. Esta propiedad implica que en las ocasiones en las que la fractalización o el grado de detalle de la geometría tienda a infinito, será imposible medirla. Esto ha hecho que en la literatura matemática se les llame curvas monstruo, ya que la longitud de una curva fractal iterada hasta el infinito, contenida en un área finita, es infinita, algo que para la geometría tradicional es en sí mismo una paradoja.
  • Su dimensión de Hausdorff-Besicovitch es estrictamente mayor que su dimensión topológica. Esta propiedad teórica implica que su tamaño, ya sea en longitud o superficie, dependiendo de la dimensión que tenga el fractal, es mayor de lo que se podría esperar de una forma euclídea. Esta dimensión Hausdorff-Besicovitch es una forma de medir la dimensión fractal o la “fragmentación” de la geometría a estudiar y nos da una idea de cómo ocupa el espacio que la contiene.
  • Posee autosimilaridad, ya sea exacta, cuasi-autosimilaridad o estadística, causado por la siguiente de las propiedades.
  • Se crea a partir de un método recursivo. Este tipo de métodos son aquellos que se repiten aplicando la misma regla sucesivamente al resultado de la anterior. Este es el principal motivo de que encontremos fractales en la naturaleza de forma tan abundante, ya que se da en los procesos geológicos (la lluvia erosiona la misma montaña que ha erosionado una lluvia el día anterior) o el crecimiento de muchas estructuras biológicas, que utilizan este tipo de recursividad para el desarrollo de estructuras complejas.

Pero no todas las fractales son iguales. Por ello se introduce un término para poder caracterizarlas: la dimensión fractal. Esta medida puede medirse de diferentes maneras, y lo que intenta es dar una idea de cómo ocupa el espacio en el que está contenida la forma fractal. Cuanta más dimensión fractal tenga, más rápidamente crecerá al escalarla y por lo tanto, más longitud, superficie o volumen ocupa dentro de la dimensión euclídea que la contiene (si es una curva, un área o si es una superficie, un volumen).

Se llama dimensión fractal porque, a diferencia de los objetos tradicionales euclídeos (una curva tiene dimensión 1, la superficie de un plano tiene dimensión 2 y el volumen de una esfera tiene dimensión 3), sin embargo, una curva fractal puede tener una dimensión 1,26 (Curva de Koch – ver figura anterior) o la superficie fractal del brócoli una dimensión de 2,66, por ejemplo.

Las fractales en la naturaleza
Mandelbrot comienza la introducción de su libro “Geometría fractal en la naturaleza” (1982) de la siguiente forma: “Las nubes no son esferas, las montañas no son conos, los litorales no son circulares, y los ladridos no son suaves, lo mismo que los relámpagos no viajan en línea recta.” (Mandelbrot, The fractal geometry of nature, 1982).

Las características de las formas fractales vienen dadas por su propio proceso de creación y las podemos encontrar en diferentes aspectos de la naturaleza, como por ejemplo, en el terreno y en la geología. En 1967 Mandelbrot publicó un artículo en la revista Science titulado “¿Cuánto mide la costa de Inglaterra? Auto-similitud estadística y dimensión fraccioaria” (Mandelbrot, How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-Similarity and Fractional Dimension, 1967). En este artículo explica la “paradoja de la costa”. Esta se basa en que la longitud de la costa de Inglaterra varía dependiendo de la longitud de la escala que se utilice para medirla. Esto se debe a que la línea de la costa es un tipo de fractal generado por la erosión y la composición de la roca. Esto crea multitud de entrantes, salientes que forman en su conjunto curvas con propiedades fractales.

A su vez, las montañas también tienen geometría fractal, esta vez ocasionada por la erosión de la lluvia, el viento, la fractura de las rocas por los cambios de temperatura y las presiones y movimientos sísmicos que crean la cordillera rocosa en la que se ubica la montaña. Estos paisajes pueden incluso parametrizarse y generarse de forma virtual con programas informáticos de imagen digital, utilizando la autosimilitud y algoritmos recursivos.

Las desembocaduras de algunos ríos también presentan este tipo de geometría, originada por la ramificación de los diferentes caudales. En estos casos, como puede suceder también en las ramificaciones de los árboles o los rayos, no existe una autosimilitud exacta, sino una cuasi-similitud o una autosimilitud estadística.

La causa de que estos fenómenos tan distintos en principio tengan todos propiedades fractales se debe a que comparten el mismo proceso de formación, denominado agregación con difusión limitada o crecimiento fractal (Sander, 1987). Este tipo de crecimiento define la forma en la que se crean los perfiles de las costas, la propagación de los rayos o el crecimiento de los vasos sanguíneos de nuestro cuerpo (Ary L. Goldberger, 1990).

Las fractales en los seres vivos
Entre los seres vivos también podemos encontrar ejemplos sorprendentes de geometría fractal. Uno de los más llamativos es el Brocoli Romescu, que presenta una geometría fractal con una autosimilitud prácticamente perfecta. También el brócoli común presenta ramificación fractal, aunque la autosimilitud en este caso no sea tan exacta.

Uno de los ejemplos más clásicos de geometría fractal en la naturaleza proviene de una de las primeras plantas de nuestro planeta: los helechos. Estos presentan una autosimilitud casi perfecta entre sus ramificaciones. La razón de la aparición de este tipo de formas fractales en los organismos vivos se debe, al igual que en el caso de las costas y las montañas, a que se utiliza un método de creación simple y repetitivo para generar formas complejas.

Las ramificaciones son uno de los diseños biológicos más abundantes debido a su sencillez y su eficiencia a la hora de cubrir una superficie o volumen, una de las propiedades que las ramificaciones comparten con el resto de las fractales al ser una “curva monstruo” de iteraciones limitadas. El código genético de la planta le da la misma orden a una rama principal que a una secundaria: crece y bifúrcate creando una réplica de ti misma en cada ramificación. De esta forma, podemos encontrar ramificaciones con formas fractales tanto en helechos como en árboles, en las hojas de los mismos e incluso en nuestro propio sistema nervioso, cardiovascular o en los alveolos de nuestros pulmones.

En el caso de las plantas, este diseño les permite maximizar la superficie y de esta forma captar la mayor luz, CO2 y oxígeno posible. En el caso del sistema nervioso o las venas y arterias de nuestro cuerpo, nos permite cubrir y alimentar el máximo número de células y asegura que la presión sanguínea por cm2 en cada una de las ramificaciones es la misma al existir auto-similitud y por su proceso de formación fractal, al igual que la forma fractal de nuestros bronquios y alveolos pulmonares nos permite maximizar el intercambio de CO2 y oxígeno en cada inspiración. Para hacernos una idea del nivel de bifurcaciones y el gran aprovechamiento del espacio que se consigue dentro de los pulmones con este diseño fractal basta saber que la dimensión fractal de la superficie del interior de los pulmones, medida a partir de vaciados de pulmones humanos y otras especies, es de 2,7, cuando un plano euclídeo tradicional tiene dimensión 2.

Pero no sólo las formas de nuestros cuerpos son fractales, sino que si estudiamos las funciones corporales también encontraremos patrones fractales en ellas, e incluso esta característica fractal puede ser signo de salud en contraposición a patrones cíclicos periódicos (Ary L. Goldberger, 1990). Desde hace mucho tiempo la medicina tradicional ha considerado que un ritmo cardiaco regular era signo de salud y cuando un cuerpo envejecía los ritmos caóticos y erráticos aparecían como signo de enfermedad. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que el ritmo cardiaco a lo largo del tiempo presenta una forma fractal y que en principio parece caótica, y por el contrario, los patrones repetitivos y periódicos son signo de enfermedad. Esto se debe a que un corazón sano es capaz de cambiar su ritmo cardiaco para compensar las necesidades del organismo, transmitidas por los sistemas simpático y parasimpático, creando estas oscilaciones caóticas. Un corazón enfermo no es capaz de adaptarse y cubrir las necesidades del organismo, y presenta una pauta regular, que termina por degenerar los tejidos y produciendo un fallo en el sistema.

También se han asociado las estructuras fractales de los sistemas fisiológicos tanto de distribución (sistema sanguíneo, linfático), como de recolección (digestivo, pulmonar) y de procesamiento de la información (neuronas y sistema nervioso) con la resistencia a lesiones y fallos parciales, debido a su auto-similaridad y a la redundancia de estructuras (Ary L. Goldberger, 1990). Esto hace que puedan seguir funcionando en caso de sufrir enfermedades, traumas o el deterioro causado por el estrés y el envejecimiento, permitiendo que las zonas sanas puedan suplir las funciones de las dañadas.

Bibliografía
Ary L. Goldberger, D. R. (1990). Caos y fractales en la fisiología humana. Investigación y Ciencia, 31-38.
Falconer, K. J. (2003). Fractal geometry: mathematical foundations and applications. Wiley.
Mandelbrot, B. (1967). How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-Similarity and Fractional Dimension. Science, 636-638.
Mandelbrot, B. (1982). The fractal geometry of nature. W.H. Freeman.
Sander, L. M. (1987). Crecimiento Fractal. Investigación y Ciencia , 66-73.

Los Tónicos de la Voluntad para tiempos de crisis

enero 22, 2010 on 5:00 pm | In biología, descarga textos pdf, innovación | No Comments

Adolfo García Yagüe | En España, lo que empezó como una crisis financiera internacional poco a poco va minando nuestra autoestima. Aquí, la citada crisis hizo que reventara la burbuja inmobiliaria en la que vivíamos, poniendo de relieve que no somos un país ni tan grande, ni tan poderoso como nuestros políticos se esforzaban en hacernos creer días antes…

En este estado de cosas, sorprende ver y escuchar a los políticos con que alegría, soltura y promiscuidad hablan de “cambiar de modelo económico”,  “potenciar la innovación”, “desarrollar la sociedad del conocimiento” y otras tantas perlas enlatadas con las que adornan sus discursos. Da la sensación que esto es tan fácil como cambiar de pendientes o elegir una corbata que haga juego con aquel traje. A mi parecer, está gratuidad en la forma de expresarse de la clase política (y la de muchos periodistas…) solo provoca que las frases antes citadas pierdan su valor y significado para el resto de los ciudadanos.

[modo ironía on] El modelo económico hacia el que nos quieren dirigir nuestros gobernantes, como si de una Tierra Prometida se tratara, es un sitio adorable. Allí todos desarrollaremos un trabajo intelectual de primera magnitud. Viviremos rodeados de tecnología e información y adoraremos a un ente abstracto llamado Conocimiento. A nuestros políticos solo les queda añadir que la enfermedad y el resto de calamidades no existirán en el nuevo modelo. [modo ironía off]

Es evidente la necesidad de un cambio pero -a pesar del optimismo de nuestros dirigentes- no es tarea fácil ni inmediata. No olvidemos que una economía basada en la innovación, la tecnología o el conocimiento tiene, por lo general, como paso previo la labor científica. Y no nos engañemos, nuestro país, a pesar de contar con gran número de titulados y un presupuesto nada desdeñable, nuca ha sido una potencia haciendo ciencia. Como ya recordaba gran nuestro sabio Santiago Ramón y Cajal en su obra Los Tónicos de la Voluntad, “La prosperidad duradera de las naciones es obra de la ciencia y de sus múltiples aplicaciones al fomento de la vida y de los intereses materiales”

De la lectura de los párrafos anteriores podéis deducir porqué sugiero en estos momentos la lectura de Los Tónicos de la Voluntad, cuyo título, para ser exactos, es “Reglas y Consejos sobre Investigación Científica”.  Este libro está basado en el discurso que leyó Cajal el 5 de diciembre de 1897 con ocasión de su ingreso en la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Posteriormente, a iniciativa del Dr. Lluria y con numerosos retoques y desarrollos del propio Cajal, la obra empezó a imprimirse como libro para ser regalado entre estudiantes y aficionados a las tareas de laboratorio.

Esta obra es considerada como uno de los mejores tratados sobre la investigación científica, el entorno social que la favorece y, lo más importante, la actitud y motivaciones del científico. Un capítulo no menos interesante es aquél en el que Cajal expone y razona las posibles causas del atraso de España en temas científicos. Aunque se redactó hace más de 100 años gran parte de los consejos y observaciones de Cajal son totalmente vigentes. Durante su lectura también advertiréis que alguna de sus afirmaciones hoy resultan anacrónicas, en particular las que hacen referencia al papel de la esposa en la vida del hombre de ciencia, o las alusiones a la raza española o el patriotismo.

A pesar de su antigüedad, esta obra se sigue editando. Creo que es un libro de lectura obligada para cualquiera que sienta una mínima curiosidad por la ciencia, la innovación y el progreso de las naciones. Si todavía te queda alguna duda a continuación te dejo algunos fragmentos.

Consideraciones sobre los métodos generales
Al tratar de métodos generales de investigación, no es lícito olvidar esas panaceas de la invención científica que se llaman el Novun Organum, de Bacon, y el Libro del Método, de Descartes […] Libros son éstos por todo extremo excelentes para hacer pensar, pero en ningún modo tan eficaces para enseñar a descubrir […] Tengo para mí que el poco provecho obtenido de la lectura de tales obras y, en general, de todos los trabajos concernientes a los métodos filosóficos de indagación, depende de la vaguedad y generalidad de las reglas que contienen, las cuales, cuando no son fórmulas vacías, vienen a ser la expresión formal del mecanismo del entendimiento en función de investigar. Este mecanismo actúa inconscientemente en toda cabeza regularmente organizada y cultivada […] Harto más eficaz es la lectura de la obras de los grandes iniciadores científicos, tales como Galileo, Keplero, Newton, Lavosier; Geoffroy Saint-Hilaire, Faraday, Ampère, Cl. Bernard, Pasteur, Virchow, Liebig, etc; y, sin embargo, es fuerza reconocer que, si carecemos de una chispa siquiera de la espléndida luz que brilló en tales inteligencias, y de un eco al menos de las nobles pasiones que impulsaron a caracteres tan elevados, la erudición nos convertirá en comentadores entusiastas o amenos, quizás en beneméritos divulgadores científicos, pero no creará en nosotros el espíritu de investigación […] Apresurémonos, pues, a declarar que no hay recetas lógicas para hacer descubrimientos, y menos todavía para convertir en afortunados experimentadores a personas desprovistas del arte discursivo natural a que antes aludíamos. Y en cuanto a los genios, sabido es que difícilmente se doblegan a las reglas escritas: prefieren hacerlas. Como dice Condorcet, “las medianías pueden educarse, pero lo genios se educan por si solos”.

 

Admiración excesiva a la obra de los grandes iniciadores científicos
Entre las preocupaciones más funestas de la juventud intelectual contamos la extremada admiración a la obra de los grandes talentos y la convicción de que, dada nuestra cortedad de luces, nada podremos hacer para continuarla o completarla. Esta devoción excesiva al genio tiene su raíz en un doble sentimiento de justicia y de modestia, harto simpático para ser vituperable; mas, si se enseñorea con demasía del ánimo del novicio, aniquila toda iniciativa e incapacita en absoluto para la investigación original. Defecto por defecto, preferible es la arrogancia al apocamiento: la osadía mide sus fuerzas y vence o es vencida; pero la modestia excesiva huye de la batalla y se condena a vergonzosa inacción.

La Naturaleza nos brinda a todos con una riqueza inagotable, y no tenemos motivo para envidiar a los que nos precedieron, ni exclamar como Alejandro ante las victorias de Filipo: “Mi padre no me va a dejar nada que conquistar”

¡Qué gran tónico sería para el novel observador el que su maestro, en vez de asombrarlo y desalentarlo con la sublimidad de las grandes empresas acabadas, le expusiera la génesis de cada invención científica, la serie de errores y titubeos que la precedieron, constitutivos, desde el punto de vista humano, de la verdadera explicación de cada descubrimiento!. Tan hábil táctica pedagógica nos traería la convicción que el descubridor, con ser un ingenio esclarecido y una poderosa voluntad, fue, al fin y al cabo, un hombre como todos […] Lejos de abatirse el investigador novicio ante las grandes autoridades de la Ciencia, debe saber que su destino, por ley cruel, pero ineluctable, es crecer un poco a costa de la reputación de las mimas. Pocos serán los que, habiendo inaugurado con alguna fortuna sus exploraciones científicas, no se hayan visto obligados a que quebrantar y disminuir algo el pedestal de algún ídolo histórico o contemporáneo.

En la vida de los sabios se dan, por lo común, dos fases: la creadora o inicial, consagrada a destruir los errores del pasado y al alumbramiento de nuevas verdades, y la senil o razonadora (que no coincide necesariamente con la vejez), durante la cual, disminuida la fuerza de producción científica, se defienden las hipótesis incubadas en la juventud, amparándolas con amor paternal del ataque de los recién llegados […] Empero no basta demoler: hay que construir. La crítica científica se justifica solamente entregando, a cambio de un error, una verdad: Por lo común la nueva doctrina surgirá de la ruinas de las abandonadas, y se fundará estrictamente sobre los hechos rectamente interpretados.

 

Creencia en el agotamiento de los temas científicos
He aquí otro de los falsos conceptos que se oyen a menudo a nuestros flamantes licenciados: “Todo lo substancial de cada tema científico está apurado; ¿Qué importa que yo pueda añadir algún pormenor, espigar en un campo donde más diligentes observadores recogieron copiosa mies? Por mi labor, ni la Ciencia cambiará de aspecto, ni mi nombre saldrá de la oscuridad”. […] Así habla muchas veces la pereza, disfrazada de modestia. Así discurren algunos jóvenes de mérito al sentir los primeros desmayos producidos por la consideración de la magna empresa […] En su anhelo por satisfacer la deuda honrosa contraída con sus maestros, el novel observador quisiera encontrar un filón nuevo y a flor de tierra, cuya fácil exploración levantara con empuje su nombre; mas, por desgracia, apenas emprendidas las primeras exploraciones bibliográficas reconoce con dolor que el metal yace a gran profundidad y que el yacimiento superficial ha sido casi agotado por observadores afortunados llegados antes que él, y que ejercitaron en cómodo derecho de primeros ocupantes […] No paran mientes lo que así discurren que si hemos llegado tarde para unas cuestiones, hemos nacido demasiado temprano para otras, y en que, a la vuelta de un siglo, nosotros vendremos a ser, por la fuerza de las cosas, los acaparadores de ciencia, los desfloradotes de asuntos y los esquilmadores de minucias. […] No es lícito, empero, desconocer que existen épocas en la cuales, a partir de un hecho casualmente descubierto o de la creación de un método feliz, se realizan en serie, y como por generación espontánea, grandiosos progresos científicos.

 

Culto exclusivo a la ciencia llamada práctica
Otro de los vicios del pensamiento que importa combatir a todo trance es la falsa distinción en ciencia teórica y ciencia practica, con la consiguiente alabanza de la última y el desprecio sistemático de la primera. Y este error se propala inconscientemente entre la juventud, desviándola de toda labor de inquisición desinteresada.

No son, ciertamente, las gentes del oficio las que incurren en semejante falta de apreciación, sino muchos abogados, literatos, industriales y, desgraciadamente, hasta algunos estadistas conspicuos, cuyas iniciativas de tan graves consecuencias pueden ser para la obra de la cultura patria.

A estos tales no se les caen de la boca las siguientes frases: “Menos doctores y más industriales. Las naciones no miden su grandeza por lo que saben, sino por la copia de conquistas científicas aplicadas al comercio, a la industria, a la agricultura, a la medicina y al arte militar […] Tal es el cúmulo de ineptas que a cada paso formulan los que, al viajar por el extranjero, ven, por un espejismo extraño, el progreso en los efectos y no en las causas; los que en sus cortos alcances, no advierten esos hilos misteriosos que enlazan la fábrica con el laboratorio, como el arroyo a su manantial […] En Alemania, en Francia, en Inglaterra, la fábrica vive en íntima comunión con el laboratorio, y por lo común el iniciador mismo de la verdad científica dirige, ora por sí, ora mediante sociedades explotadoras, el aprovechamiento industrial.

Cultivemos la ciencia por sí misma, sin considerar por el momento las aplicaciones. Estas llegan siempre; a veces tardan años; a veces, siglos. Poco importa que una verdad científica sea aprovechada por nuestros hijos o por nuestros nietos. Medrada andaría la causa del progreso de Galvani, si Volta, si Faraday, si Herz, descubridores fundamentales de la ciencia de la electricidad, hubieran menospreciado sus hallazgos por carecer entonces de aplicación industrial.

Pretendida cortedad de luces
Para justificar deserciones y desmayos alegan algunos falta de capacidad para la ciencia. “Yo tengo gusto por los trabajos de laboratorio –nos dicen-, pero no sirvo para inventar nada.” Cierto que hay cabezas refractarias para la labor experimental, y entre ellas contamos todas las incapaces de atención prolongada y exentas de curiosidad y de admirabilidad por las obras de la Naturaleza. Pero la inmensa mayoría de los que se confiesas incapaces, ¿lo son positivamente? ¿No exageran, tal vez, las dificultades de la empresa y la penuria de sus aptitudes? Tal creemos, ya añadiremos aún que muchos toman habitualmente por incapacidad la mera lentitud del concebir y del aprender, y, a veces, la propia pereza o falta de alguna cualidad de orden secundario, como la paciencia, la minuciosidad, la constancia, atributos que se adquieren pronto con el hábito del trabajo y la satisfacción del éxito.

En nuestro concepto, la lista de aptos para la labor científica es mucho más larga de lo que se cree, y se componen, no sólo de los talentos superiores, de los fáciles, de los ingenios agudos, codiciosos de reputación y ansiosos de enlazar su nombre a una obra grande, sino también de esos entendimientos regulares, conocidos con el dictado de mañosos, por la habilidad y tino con que realizan toda obra manual; de esos otros dotados de temperamento artístico y que sienten con vehemencia la belleza de las obras de la Naturaleza; en fin, de los meramente curiosos, flemáticos, cachazudos, devotos de la religión de lo menudo y capaces de consagrar largas horas al examen del más insignificante fenómeno natural.

Como han afirmado muchos pensadores y pedagogos, el descubrimiento no es fruto de ningún talento originariamente especial, sino del sentido común mejorado y robustecido por la educación técnica y por el hábito de meditar por los problemas científicos. Así, pues, quien disponga de regular criterio para guiarse en la vida, lo tendrá también para marchar desembrazado por el camino de la investigación.

El cerebro juvenil posee plasticidad exquisita, en cuya virtud puede, a impulsos de un enérgico querer, mejorar extraordinariamente su organización, creando asociaciones interideales nuevas, depurando y afinando el juicio.

Las deficiencias de la aptitud nativa son compensables mediante un exceso de trabajo y atención. Cabria afirmar que el trabajo sustituye al talento o, mejor dicho, crea el talento.

En la mayor parte de los casos, eso que llamamos talento genial y especial, no implica superior cualitativa, sino expeditiva, consistiendo solamente en hacer de prisa y con brillante éxito lo que las inteligencias regulares elaboran lentamente, pero bien. En vez de distinguir los entendimientos en grandes y pequeños, fuera preferible y más exacto (al menos en muchos casos) clasificarlos en lentos y rápidos. Los entendimiento rápidos son ciertamente los más brillantes y sugestivos; son insustituibles en la conversación, en la oratoria, en el periodismo, en toda obra en que el tiempo sea un factor decisivo; pero en la empresas científicas los lentos resultan tan útiles como los rápidos […] Aún osaríamos añadir que, por una compensación muy común, las cabezas lentas poseen gran resistencia para la atención prolongada, y abren ancho y profundo surco en las cuestiones; mientras que las rápidas suelen fatigarse pronto, después de haber apenas desbrozado el terreno.

Si, a despecho de los esfuerzos hechos por mejorarla, nuestra memoria es inconstante y poco tenaz, administrémosla bien. Como dice Epicteto: “Cuando en el juego de la vida vienen malas cartas, no hay más remedio que sacar el mejor partido posible de las que se tienen” […] Por compensación, los escasamente memoriosos de palabras y de frases, suelen gozar de excelente retentiva de ideas y de series de razonamientos. Ya Locke notó que los dotados de gran ingenio y pronta memoria no sobresalen en el juicio.

Biblioteca
Cajal, 1897 – Reglas y Consejos sobre Investigación Científica

Paisajes Neuronales

noviembre 11, 2009 on 3:04 pm | In biología, galería de imágenes | 1 Comment

Adolfo García | Con motivo de la fiesta del décimo aniversario del Bar Radar, acompañando la actuación de Bauri, proyectamos una interesante colección de fotografías de la corteza cerebral e hipocampo tomadas con microscopio de fluerescencia.  Más allá de su indudable e interesante valor científico, nos ha llamado la atención el resultado artístico de cada instantánea. [ir a Galería Paisajes Neuronales]

El sistema nervioso está constituido por dos tipos principales de células: neuronas y células gliales. La función principal de las neuronas es recibir información de otra u otras neuronas, procesarla y enviar una respuesta a otra serie de neuronas. Las células gliales, tienen entre otras funciones, una función de soporte de las neuronas, les aportan nutrientes y eliminan agentes potencialmente tóxicos para las neuronas. Además, en los últimos años, se ha descubierto que pueden mediar también en la comunicación entre las neuronas, facilitando la transmisión de información entre las neuronas.

En la presente serie de fotografías, se muestran imágenes tanto de neuronas como de células gliales obtenidas de cerebros humanos y de roedores. Para poder observar el tejido nervioso al microscopio y poder así fotografiar sus células, es necesario teñirlas previamente. Una forma de teñirlas o marcar las células del cerebro es mediante moléculas fluorescentes capaces de pegarse a la superficie de la célula y dotarlas así de color. En las distintas fotografías de la serie “paisajes neuronales” hemos empleado dos tipos de moléculas fluorescentes: verdes y rojas. Las verdes se unen a una proteína que tienen tanto las neuronas como las células gliales llamada aromatasa (abreviado “aro” en los pies de foto), por lo que se pueden ver en verde tanto neuronas como células gliales. Por su parte, algunas de las moléculas rojas empleadas marcan distintas proteínas presentes sólo en neuronas (calb, parv, calr, abreviaturas de calbindina, parvalbúmina y calretinina, respectivamente). Por tanto, las células rojas que aparecen en las fotos con estas abreviaturas se son todas ellas neuronas. Otro marcador rojo utilizado es la GFAP (ver pie de foto), esta proteína sólo está presente en las células gliales, por tanto, las células rojas con GFAP son células gliales. En algunos casos, se emplearon simultáneamente moléculas verdes (aro) y rojas. Las células a las que se unen ambas moléculas (verdes y rojas) muestran un color amarillo.

En las fotos se muestran neuronas y células gliales de dos regiones cerebrales, la corteza cerebral y el hipocampo. Es fácil distinguir a una neurona de una célula glial por su forma y tamaño. Las neuronas suelen tener un cuerpo o soma redondeado del que parten una serie de ramas (fotos). Las células gliales en cambio, tienen una forma estrellada, con múltiples prolongaciones que parten del cuerpo o soma de forma radial (fotos GFAP). El tamaño medio de una neurona viene a ser de unas 30 micras (0,003 cm) mientras que el de una célula glial ronda las 15 micras. Como dato curioso, el cerebro humano cuenta con unas 100.000.000.000 neuronas y un número aún mayor de células gliales. En cambio, un insecto, como la hormiga tiene en torno a unas 10.000 neuronas.

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