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"En biología, hemos partido las cosas en trozos y hemos intentado estudiar esos pedazos muertos. Usando los métodos de la complejidad, debemos entender las interacciones... Y tenemos que estudiar las cosas funcionando en su medio natural, y debemos entender el contexto..."
Larry Liebovitch
Nuestro pensador de este mes es Larry Liebovitch, físico, astrónomo, fisiólogo y especialista en caos y fractales, que aplica los estudios de dinámicas no lineales complejas a un amplio abanico de áreas, especialmente las biomédicas. Le acompañan algunos artículos y páginas que nos han parecido interesantes.
Como
cada mes, nuestro objetivo no es otro que proporcionaros más
y nuevos temas de conversación, y como siempre, si deseáis
hacer alguna aportación, o comentario o dejar de recibirlo,
podéis dirigiros a complejidad@bioef.org.
"Larry
Liebovitch tiene ese tipo de inclinaciones intelectuales que precisan
retos y experimentación. La astronomía era un reto, pero
los astrónomos no pueden mover estrellas y planetas ni examinarlos
de cerca. De manera que dirigió su atención hacia un
tema mucho más pequeño pero también de interés
universal: el ojo humano.
"Mi área de interés en astronomía era la dinámica de fluidos. Había estudiado la forma en que las estrellas y el hidrógeno se movían por las galaxias y buscaba trabajo en campos donde mi conocimiento en dinámica de fluidos fuese de utilidad. Conecté con un grupo que estudiaba los fluidos del ojo. Estudie los fluidos centrales del ojo, cómo acaban en la córnea y como la córnea transporta el sodio y el potasio. Cómo esto crea un flujo osmótico de agua para mantener la córnea seca y transparente. Fui a parar a un laboratorio, luego a otro y entonces empecé a hacer medidas matemáticas de los movimientos del agua a través de las córneas. Esos movimientos estaban dirigidos por los de iones como el sodio, el potasio y el cloro y son semejantes a los que ocurren en otras partes del cuerpo, como el riñón."
Los estudios del Dr. Liebovitch sobre el transporte de iones a través de las proteínas que constituyen los canales iónicos de las membranas le llevaron a reconocerlos como fractales y esta nueva visión le llevó a sus nuevos campos de investigación y docencia...
...A pesar de la satisfacción que Larry Liebovitch encuentra aplicando sus destrezas y creatividad a difíciles y esotéricos retos, cree firmemente que las expectativas más interesantes de la ciencia de la complejidad no están en resultados específicos de investigación, sino en cambios en las actitudes."Debemos bregar con muchos y diversos sistemas complejos y es preciso un enfoque multidisciplinar para ello."
De "The Networked Universe", Prucia Buscell, Plexus Institute, Emerging, Julio-agosto 2005, pag.16-20.
Larry Liebovitch se licenció en Física en el City College of New York (1972), para luego doctorarse en Astronomía en la Harvard University (1978) Realizó estudios postdoctorales en la Facultad de Medicina Mount Sinai de Nueva York (1979) para, a continuación, ser profesor ayudante en la Facultad de Medicina y Cirugía de la Columbia University (1979-1993). Desde esa fecha y hasta la actualidad es profesor en la Florida Atlantic University, en los departamentos de Psicología y Ciencias Biomédicas, y de los institutos Center for Molecular Biology and Biotechnology y Center for Complex Systems and Brain Sciences, del que es director interino desde 2004.
Su principal campo de investigación en sus propias palabras es "Experimentos, análisis matemáticos y simulaciones por ordenador para entender cosas con un montón de partes que interactúan fuertemente entre ellas." Y entre ellas: flujos de fluido a través de las membranas celulares y los tejidos, corrientes eléctricas a través de las proteínas de los canales iónicos de la membrana, movimientos en las proteínas, análisis no lineal de datos clínicos y experimentales cardíacos y pulmonares, el control de unos genes por otros basado en mediciones de mARN con microarrays de cADN, redes genéticas de las enfermedades cardíacas, la difusión de infecciones biológicas y electrónicas, redes neurales artificiales para la investigación de nuevos medicamentos...
Es autor de los libros:
Fractals and Chaos Simplified for the Life Sciences, Oxford University Press, New York NY, 1998.
El libro explica las propiedades de los fractales y el caos y las ilustra con ejemplos extraídos de la medicina y la biología. El objetivo es dotar de conocimientos básico a la gente no familiarizada o a la que asustan las matemáticas. No obstante, ofrece el suficiente rigor matemático como para que los investigadores biomédicos puedan utilizar estos nuevos métodos en su propia investigación. Los conceptos son presentados de uno en uno con texto e ilustraciones en páginas opuestas, de forma que las páginas de gráficos puedan ser utilizadas para la enseñanza.
Fractal Physiology Oxford University Press, New York NY, 1995, con James B. Bassingthwaite y Bruce J. West.
Algunos de sus artículos recientes:
- Nonlinear properties of cardiac rhythm abnormalities. Phys. Rev E, 59:3312-3319. (pdf)
- Self-organizing dynamics of coupled map systems. Phys. Rev E, 59:2830-2837 (pdf)
- Fractal ion-channel behaviour generates fractal firing patterns in neuronal models. Phys. Rev E, 59: 5970-5980 (pdf)
- Fractal methods to analyze ion channel kinetics. Methods 24:359-375 (pdf)
- Information flow dynamics and timing patterns in the arrival of email viruses. Phys. Rev. E. 68:017101-1 - 017101-4. (pdf)
- Migration induced epidemics: Dynamics of Flux-based multipatch models. Phys. Lett. A 332:256-267. (pdf)
- The Broken Past: Fractals in Archaeology. J. Archaeological Method and Theory 12:37-78. (pdf)
- Relationship between global structures of genetic networks and mRNA levels measured by cDNA microarrays. Physica A 364:297-314 (pdf)
- Why the eye is round. Biology of the Eye, Ed. J. Fischbarg. Elsevier, New York, NY, pp. 1-19 (pdf)
- Structure of genetic regulatory networks: Evidence for scale free networks. Complexus Mundi: Emergent Patterns in Nature. Ed. M. M. Novak, World Scientific, Singapore, pp. 1-8 (pdf)
Nuevos Hackers para los nuevos RFID
Los sistemas de RFID son métodos de identificación automática que enlazan, almacenan y buscan a distancia datos usando las llamadas etiquetas RFID o transponders. Sus aplicaciones potenciales son vastas, entre ellas permitir el seguimiento de las mercancías desde la empresa productora hasta el consumidor, eliminar las posibilidades de la usurpación de la identidad, acceso seguro a edificios al ordenador o al coche, almacenamiento de expedientes médicos, receta electrónica, pago automático de peajes, iniciativas anti-secuestro, rastreo antirrobo de artículos, procesos logísticos, etc.
En el artículo de Annalee Newitz The RFID Hacking Underground publicado en Wired de Mayo de 2006 nos explican como pueden hacerse con nuestra tarjeta de crédito inteligente, las llaves de nuestro coche y hasta clonar el chip injertado en nuestra piel sin que nos demos cuenta.
Cinco interesantes historias sobre hackers RFID.
De
cómo las defensas de nuestro organismo pueden ayudar a los
ordenadores con problemas
La manera en que el sistema inmunitario humano responde cuando sus células son atacadas ha inspirado una nueva forma de proteger las redes de ordenadores de virus y hackers. Un sistema de detección de intrusiones para redes que "escucha" señales de estrés de ordenadores "agobiados" está siendo desarrollado por un grupo dirigido por el investigador Uwe Aickelin de la University of Nottingham del Reino Unido dentro de su proyecto de investigación sobre "Sistemas inmunes artificiales y teoría del peligro".
Un resumen en New Scientist Tech, 19 mayo 2006.
"Durante décadas los ecologistas han avisado de una inminente crisis climática. Sus alarmas fueron desoídas y el año pasado recogimos las primicias de la cosecha: temporada de huracanes especialmente feroz, records de nevadas en Nueva Inglaterra, los peores incendios forestales de la historia en Alaska, glaciares árticos a su menor nivel en milenios, sequías catastróficas en Brasil, inundaciones devastadoras en la India y Centro Europa, como auténticos embajadores del potencial destructivo del calentamiento global. Los activistas verdes fracasaron al movilizar a la mayoría del personal, no porque se equivocasen en el diagnóstico, sino porque las soluciones ofrecidas eran poco atractivas para la mayoría de la gente, rechazando la tecnología, los negocios, y la prosperidad a favor de una vuelta a formas de vida más simples.... Un nuevo movimiento de verdes está tomando forma, uno que apoya las preocupaciones de los ecologistas tradicionales pero rechaza sus agotadas soluciones. La tecnología puede ser una fuente sin límite de soluciones creativas. Los negocios pueden ser instrumento para el cambio. Y la prosperidad puede ayudarnos a construir el mundo que queremos. La investigación científica, la innovación y la evolución cultural son nuestras herramientas más poderosas...".
The Next Green Revolution es un interesante artículo de Alex Nikolai Steffen en Wired de mayo de 2006 sobre cómo la tecnología está sacando al ecologismo de la selva del antinegocio y el anticonsumo.
En esta ocasión no se trata de páginas web, sino de las que el suplemento Cultura/s del diario La Vanguardia de Barcelona dedicó a Los nuevos Humanistas y que comprende un artículo de Salvador Pániker sobre "El nuevo humanismo", otro de Jordi Pigem sobre "El síndrome de Dawkins" y una entrevista de Salvador Llopart a John Brockman editor de Edge y autor de "La tercera cultura".
El texto completo se puede descargar aquí.
Aunque
finalmente la elección estará condicionada por la nota
que consigan en el examen MIR, este árbol de decisión puede facilitar a los médicos la elección de la especialidad
que mejor se adapta a su personalidad (por lo menos a aquellos que
pueden elegir)...
...porque luego está lo que se aprende con la práctica
Por
ejemplo que A
los pacientes con dolor crónico (de espalda,
cuello, cabeza, etc.) se les agrava el dolor de forma automática
a las tres de la madrugada, lo que les obliga a acudir a urgencias
o bien No importa lo duro que seas, nunca hay que cruzar la calle estando
bebido, los coches ganan siempre y muchas otras cosas que se comparten
en el foro de The Student Doctor Network: Cosas
que he aprendido de mis pacientes.
The
Power of Babel: A Natural History of Language
John McWhorter
"... Otra analogía entre lenguaje y biología es la forma en que algunos virus insertan partes de su ADN en el de otros organismos, que con frecuencia se vuelven portadores de esas instrucciones genéticas para siempre jamás. Los babuinos y los gatos, por ejemplo, comparten un trozo de ADN desconocido en otros mamíferos e imposible de rastrear en los no-mamíferos que les dieron origen; este fragmento de ADN fue posiblemente transmitido a ambos por un mosquito en un lejano pasado... Estos descubrimientos muestran que no solo el modelo de evolución "árbol" sino también el modelo "arbusto" de Stephen Jay Gould y otros, son idealizaciones. Como señala Lynn Margulis: El árbol de la vida a menudo crece dentro de sí mismo. Las especies se juntan, se funden, y crean nuevos seres que recomienzan el proceso. Lo biólogos llaman a este juntarse de las ramas, sean vasos sanguíneos, raíces, o hebras de hongos, anastomosis. La anastomosis, aunque menos frecuente, es tan importante como la separación en ramas. La simbiosis, como el sexo, lleva a seres que de forma previa han evolucionado separadamente a juntarse en nuevas asociaciones... Richard Lewontin señala de forma parecida que el modelo de árbol familiar debe ser sustituido por el de "un elaborado trozo de macramé"... Lo mismo pasa con el lenguaje, no solo entre lenguas en un área reducida como Kupwar, o incluso entre varias lenguas en una región más extensa como los Balcanes, sino en ocasiones, con las lenguas de todo un continente. Todas las lenguas del mundo en su evolución llevan palabras y, a menudo, estructuras de otras lenguas, hasta el punto que algunos son híbridos mitad y mitad de sus orígenes. En una visión general las lenguas del mundo, incluidos miles de dialectos arborescentes, son evidencia de cruces simbióticos en el pasado..."
The
Electric Meme: A New Theory of How We Think
"...Muchos han encontrado atractivamente lógica la idea de los memes y la han adoptado. Sin embargo, mucha de esa especulación ha sido irresponsable, ya que la propia existencia de memes está por establecer. No obstante, si pudiese demostrarse que las relaciones sociales implican de forma regular replicación de la información, un descubrimiento así, tendría importantes implicaciones para entender la naturaleza de la psicología humana y la sociedad. De cualquier manera garantizamos un intento coordinado de descubrir cómo serían los memes. En este texto, me tomo muy en serio la noción de que tales replicadores culturales existen. Identificando cómo pueden ser y dónde encontrarlos, espero acelerar el fin de tantas conjeturas acerca de los memes. Si la posibilidad de la existencia de memes se demuestra, creo que se podrá iniciar una época de descubrimientos "serios" en la nueva ciencia de la memética... Actualmente, pues, los memes existen solo como hipotéticas entidades funcionales, con el expreso propósito de de explicar similitudes observables en rasgos culturales a lo largo del tiempo. Sostengo que es necesario un desarrollo semejante al que se ha producido en la genética para poder establecer la memética como ciencia. Debemos encontrar dónde se esconden los memes ahí afuera... Para que se vuelvan reales, debemos descubrir como funcionan y, si es posible, verlos en acción. Ha llegado el momento de una nueva revolución científica, de que de comienzo una "memética molecular", una revolución semejante a la que produjo en la biología la identificación de los genes físicos..."
CESPA
Center
for the Ecological Study of Perception and Action
