Los Nobel del sistema nervioso (6): Carlsson, Greengard y Kandel.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 2000 lo compartieron Arvid Carlsson, Paul Greengard y Eric R. Kandel «por sus descubrimientos sobre la transmisión de señales en el sistema nervioso».

Arvid Carlsson (1923, Upsala – 2018, Gotemburgo), hijo de un profesor de historia, estudió medicina y farmacología en la Universidad de Lund. Se doctoró con una investigación sobre el metabolismo del calcio, empleando como trazador el Ca-45 radiactivo; con este tema dirigió otras tesis. Fue profesor de farmacología en la Universidad de Gotemburgo desde 1959 hasta 1988 y emérito después. A finales de los años cincuenta del siglo pasado detectó la dopamina en áreas del cerebro que controlaban la locomoción y otras actividades voluntarias. Demostró que una disminución de dopamina dificultaba la capacidad de movimiento en animales y que cuando los trató con levodopa, que el cerebro usa para sintetizar dopamina, los síntomas desaparecían. Después, la L-dopa se empleó en el tratamiento del párkinson. El trabajo de Carlsson contribuyó a la comprensión de la relación entre neurotransmisores y estados mentales y condujo a la introducción de drogas antidepresivas.

En su discurso de aceptación del Nobel, titulado «Medio siglo de investigación sobre un neurotransmisor: impacto en neurología y psiquiatría», Carlsson contó la historia de la investigación con sus muchos protagonistas, sus simposios y controversias a nivel internacional. En un principio, dijo, se creía que la dopamina solo era un precursor de la noradrenalina, pero demostramos que se concentraba en áreas diferentes a la noradrenalina: estaba en los ganglios basales, importantes para el control del comportamiento motor. La dopamina era un neurotransmisor por sí misma. Observaron que la reserpina disminuía las capacidades motoras, produciendo unos síntomas parecidos al párkinson, y que la L-dopa, precursora de la dopamina, las restituía, por lo que se empleó en el tratamiento de la enfermedad. Carlsson discutió en su discurso las ventajas e inconvenientes del tratamiento. Además, expuso sus investigaciones con estabilizantes dopaminérgicos, esto es, con agentes antipsicóticos que actúan como bloqueantes de los receptores de dopamina: son tranquilizantes sin sedación utilizados en el tratamiento de la esquizofrenia (clorpromazina y haloperidol). También habló de su contribución al esclarecimiento del papel de la serotonina y de la fluoxetina, el Prozac, en su nombre comercial más popular, a los que denominó inhibidores selectivos del realmacenamiento de serotonina (SSRI en sus siglas inglesas).

Carlsson finalizó su lección diciendo que durante el pasado medio siglo la investigación del cerebro ha estado dominada por investigaciones bioquímicas, en contraste con el medio siglo anterior, en el que hubo un fuerte énfasis electrofisiológico. Esto ha sido debido a la importancia del concepto de transmisión neurohumoral y a los espectaculares progresos de la biología molecular. Pero el cerebro es una máquina extremadamente complicada por lo que es necesario ahondar todavía más en los neurocircuitos y en la conectividad tanto en niveles micro como en macroscópicos. Las técnicas de imagen y las estadísticas logradas por ordenador para reconocer patrones en un gran conjunto de datos, pueden ser extraordinariamente útiles para solventar el salto entre los datos obtenidos de los animales y los de los humanos. Estas y otras aproximaciones nos ayudarán a desvelar nuestra enorme ignorancia actual sobre el cerebro.

(Nota Bene. El neurólogo estadounidense Oliver Sacks, en su libro ‘Despertares’, que dio origen a una obra dramática de Harold Pinter y a una película dirigida por Penny Williams y protagonizada por De Niro y Robin Williams, da cuenta en numerosas historias clínicas de sus intentos de cura con levo-dopa de pacientes con síndrome postencefálico, la encefalitis letárgica, una funesta secuela de la enfermedad de Parkinson. Se supone que la pandemia de párkinson tuvo su origen en el virus de la llamada ‘gripe española’ de 1928. El hecho de que el párkinson y los síndromes postencefálicos se desarrollen tantos años después de adquirido el virus se debe a que solo se alcanzan cuando la destrucción de las neuronas de la ‘sustancia nigra’ del cerebro es aproximadamente del 80%, efecto que se potencia con la edad).

Paul Greengard (1925 – 2019, Nueva York) tras su doctorado en 1953 en la Universidad John Hopkins viajó a varias universidades de Europa. Fue director del Departamento de Bioquímica de los laboratorios de investigación Geigy y profesor en el Departamento de Farmacología de la Universidad de Yale antes de pasar al Laboratorio de Ciencias Moleculares y Celulares de la Universidad Rockfeller. Greengard demostró que los neurotransmisores tales como la dopamina se manifiestan con dos clases de señales sinápticas: lentas y rápidas. Cuando el neurotransmisor llega a las proteínas receptoras que residen en los canales iónicos de la membrana celular, provoca la irrupción de un segundo mensajero que añade moléculas de fosfato a las proteínas de la célula nerviosa, cambiando su forma y función, dotándolas de excitabilidad para transmitir mensajes. Greengard encontró una proteína reguladora, la DARPP-32, que participaba en las reacciones de fosforilación y desfosforilación en las que se ponen y quitan fosfatos.

En su lección del Nobel, titulada «La señalización neurobiológica de la dopamina», Greengard señaló la enorme dificultad que representa el estudio del cerebro, constituido, digamos, por cien mil millones de células nerviosas y cada una de ellas conectándose con otras mil ¿eléctrica o químicamente? Este debate lo ganaron, dijo, los de la escuela química, ya que el 99% de las células del cerebro emplean transmisión química. Explicó que hay dos categorías de transmisión sináptica: rápidas, que ocurren en menos de 1mseg, y lentas, que transcurren desde decenas de milisegundos a segundos. La mitad de las rápidas son excitantes y utilizan glutamato como neurotransmisor y la otra mitad son inhibidoras y la mayoría usan GABA (ácido-gamma-aminobutanoico). El glutamato se une a su receptor de la célula vecina y causa en él un cambio de conformación, lo que permite la entrada de los iones sodio en la célula causando una despolarización y excitación. En la transición inhibidora rápida es el GABA el que causa el cambio de conformación en el receptor que permite a los iones cloruro entrar en la célula causando una hiperpolarización inhibidora. La transmisión sináptica lenta es mucho más compleja que la rápida. Hay unos 150 compuestos que parecen servir de neurotransmisores en el cerebro, todos bioaminas y péptidos; incluso glutamato y GABA pueden actuar como lentos. Tras unirse a sus receptores cambian el nivel de un segundo mensajero, que puede ser AMPc (adenosinmonofosfato cíclico), GMPc, Ca2+ o diacilglicerol. Estos activan diversas clases de proteínas quinasas, que cambian por fosforilación las propiedades de las proteínas sustrato, las más numerosas de las cuales son receptoras de los neurotransmisores tanto rápidos como lentos y fosforilan los canales iónicos. Este esquema, en el que hay que incluir las proteínas ‘pompas de iones’ que restauran el equilibrio iónico tras la actividad neuronal y las proteínas ‘factores de transcripción’ presentes en el núcleo de la célula que controlan la síntesis de nuevas proteínas, fue muy controvertido en principio y ahora es aceptado como dogma, dijo Greengard.

En nuestros estudios sobre la señalización de la dopamina, dijo Greengard, fuimos muy afortunados al descubrir una molécula a la que llamamos DARPP-32, una proteína de 32000 g/mol formada por 205 aminoácidos que media entre la dopamina y otros neurotransmisores, por ejemplo el glutamato, y establecimos cómo funciona mediante reacciones muy complejas de fosforilación y desfosforilación en la conexión entre el neostriatum, el cortex y la sustancia nigra. Greengard esquematizó unas pocas rutas de las muchas que sigue la transducción en las neuronas que funcionan con los principales receptores de dopamina y glutamato, indicando que las rutas son muy complejas y tienen múltiples lugares de interacción. También apuntó que la transición sináptica lenta es el ‘software’ que controla la transición. Estos y otros descubrimientos, señaló, han provisto nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Por ejemplo, los pacientes de párkinson, al poco tiempo de ser tratados con L-dopa se vuelven refractarios al tratamiento, quizá debido a un descenso en la regulación de los receptores de dopamina. Hay que saber más, acabó diciendo Greengard. Hay que encontrar sustancias terapéuticas que activen e inhiban los componentes intracelulares en las rutas de transmisión. Hay que encontrar otras rutas de la dopamina.

Eric R. Kandel (1929,Viena) llegó a Nueva York en 1939 con su familia huida del régimen nazi establecido en Austria. Estudió historia y literatura en Harvard y, después, psicoanálisis y psicología del aprendizaje y la memoria. Más tarde se dedicó al estudio de las bases biológicas de la mente. Desde 1974 era profesor en el Centro de Neurobiología y Comportamiento de la Universidad de Columbia, N. Y. Para el estudio de los mecanismos básicos de la memoria (por los que fue premiado) escogió la Aplysia, una babosa marina con unas 20000 células nerviosas largas. En ellas aplicó estímulos que provocaban reflejos protectores duraderos quizá relacionados con el aprendizaje. Los estímulos débiles parecían relacionados con la memoria inmediata y los estímulos mayores influían en la memoria al largo plazo de semanas. Los resultados indicaban que los cambios en el funcionamiento de las sinapsis eran decisivos para el aprendizaje y la memoria. Así, las reacciones de fosforilación eran importantes en la generación de la memoria a corto plazo y los cambios en las síntesis de proteínas lo eran para el desarrollo de la memoria a largo plazo. Kantel extendió sus experimentos a ratones, mamíferos más cercanos a los humanos que las babosas.

La lección dictada como aceptación del premio, titulada «La biología molecular del almacenamiento de la memoria: un diálogo entre genes y sinapsis» ocupaba una extensión de 48 páginas, casi un libro. En sus páginas finales, Kantel ofrece una vista general en la que comienza distinguiendo dos componentes de la memoria: 1.- El mecanismo molecular mediante el cual se guarda la información. 2.- Los mecanismos por los que los lugares de almacenamiento interaccionan para codificar, guardar y recordar la memoria. Atendiendo a los componentes del almacenamiento llega a dos conclusiones generales. 1ª.- Las estrategias celulares y moleculares empleadas por la Aplysia para guardar la memoria a corto y largo plazo se conservan de los moluscos a los mamíferos. También se emplean las mismas estrategias para el almacenamiento de las memorias implícita (en la que las experiencias previas ayudan en la ejecución de tareas) y explícita (en la que hay recolección consciente de la información de experiencias previas). Ambos tipos de memoria se correlacionan con las memorias a largo y corto plazo. Los cambios sinápticos de corto plazo implican la modificación covalente de proteínas preexistentes, mientras que los cambios sinápticos de plazo largo implican la activación de la expresión de genes, la síntesis de nuevas proteínas y la formación de conexiones nuevas. Las de corto usan proteínas quinasas y las de largo una ruta de proteínas que acaba en el factor de conexión: PKA, MAPK, CREB-! (para el ratón se necesitan componentes adicionales). En las memorias implícita y explícita el interruptor de corto y largo está regulado con muchos inhibidores. Uno de ellos es el balance entre fosforilación y desfosforilación de proteínas y determina el límite de almacenamiento de la memoria explícita; si se elimina el inhibidor se rebaja el límite LTP (proteínas transportadoras de lípidos en sus siglas inglesas) y aumenta el almacenamiento. 2ª.- Los transmisores moduladores del cerebro refuerzan estímulos importantes para la plasticidad sináptica relacionada con el aprendizaje y el almacenamiento de la memoria. Pueden actuar de tres maneras: 1.- Activan las quinasas segundo mensajero que son enviadas al núcleo donde inician los procesos requeridos para el crecimiento neuronal y la memoria a largo plazo. 2.- marcan las sinapsis específicas de los procesos de plazo largo y regulan la síntesis proteica local. 3.- Parece ser que median en los procesos requeridos para la formación de la memoria explícita y el recuerdo.

El estudio de la memoria a largo plazo nos ha alertado del extenso diálogo existente entre la sinapsis y el núcleo y viceversa. Sus interacciones son diferentes en la plasticidad sináptica de los procesos largos y cortos. En los largos la respuesta está determinada por la historia de la actividad tanto en las sinapsis como en el núcleo. La complejidad de la memoria explícita es formidable. Solo hemos empezado a explorarla. Hemos estudiado el almacenamiento de la memoria, pero esto no es más que una parte del problema ¿Cómo interaccionan las diferentes zonas del hipocampo y el lóbulo temporal medial en el almacenamiento de la memoria explícita? ¿Cómo se transfiere la información desde estas zonas al neocórtex? ¿Qué información crítica va al neocórtex? Para clarificar el proceso del recuerdo sería necesario el concurso de otras ramas de la ciencia, como la psicología, la neurología y la psiquiatría.

Lo que usted opine, etiquete y clasifique, doctor Kandel.

Los Nobel del sistema nervioso (5): Neher y Sakmann

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1991 lo compartieron Erwin Neher y Bert Sakmann «por sus descubrimientos sobre la función de los canales iónicos en las células». Hacia 1980 ambos investigadores desarrollaron un método para medir las debilísimas corrientes eléctricas debidas al tránsito de los iones a través de la membrana celular. Confirmaron que dicho tránsito, de importancia crucial para la transferencia de señales en las funciones del cuerpo, tiene lugar a través de canales moleculares que se abren en determinadas condiciones.

Erwin NEHER (1944, Landsberg, Alemania) trabajaba en el Instituto Max Planck de Biofísica Química en Gotinga cuando le concedieron el Nobel. En ese Instituto coincidió con Sakmann cuando, años atrás, preparaban sus tesis doctorales. Actualmente es doctor ‘honoris causa’ por varias universidades, la de Alicante, España, entre ellas.

En su discurso del Nobel, titulado «Canales iónicos para la comunicación entre y dentro de las células», Neher recordó que hacia 1970 ya se conocían los mecanismos fundamentales de la comunicación entre células gracias a los trabajos de Hodgkin, Huxley, Katz y otros citados en la revisión publicada por B. Hille. Aunque no había evidencia directa de la existencia de canales iónicos en las membranas biológicas, dijo, sí se conocían en preparaciones experimentales que imitaban las membranas de las células vivas, formadas por moléculas de lípidos con extremos polares. Neher hizo una relación de las dificultades que tuvieron que vencer para obtener información a partir de las muchas señales eléctricas procedentes de una multitud de células excitables eléctrica y químicamente. Utilizaron micropipetas de vidrio con forma de pinza (‘patch clamp’) entre cuyos extremos mantuvieron una minúscula porción de membrana celular estableciendo así una fuerte conexión mecánica entre la pipeta y la membrana. Procuraron disminuir el excesivo ruido de fondo empleando amplificadores electrónicos mejorados. La célula podía cargarse con diversas sustancias a través de la pipeta, iones u otras, posibilitando las medidas sin disturbar los procesos, para obtener datos con el mayor control experimental posible de los canales de cada tipo de ion. Así fueron capaces de caracterizar con buena amplitud y resolución los canales para Na+, K+, Ca2+ y Cl-. Los canales de sodio eran relativamente robustos, pero los de calcio desaparecían rápidamente por la perturbación de la medida, dijo Neher. Añadió que una propiedad espectacular de las medidas con pipeta de gran resistencia óhmica es su alta sensibilidad: con ellas se registran no solo corrientes sino también la capacitancia eléctrica de la membrana, que es una medida del área superficial de la célula. Esta área aumenta cuando se produce una secreción masiva de vesículas, posiblemente debido a la incorporación de la membrana de la vesícula a la membrana plasmática. Las medidas de capacitancia son de alta resolución y, al tiempo, de reducido ruido de fondo. También dijo que, desafortunadamente, las terminales nerviosas no son accesibles a la clase de investigaciones biofísicas aquí descritas para la evaluación de la secreción de iones calcio.

Bert SAKMANN (1942, Stuttgart, Alemania) estudió medicina e hizo el doctorado en electrofisiología. Se casó y le conocían por el marido de la oftalmóloga. Quizá por la influencia de su esposa se interesó por el modelo de reconocimiento del sistema visual y de ahí pasó, con Neher, a la medida de las conexiones sinápticas. Cuando tuvo la oportunidad de tener su propio laboratorio (por ser catedrático) en Gotinga se le unió Neher. Este había elucidado que el proceso de secreción de diferentes sustancias (histamina, adrenalina, insulina y otras): ocurre cuando se funden las membranas de célula y vesícula. Junto con Sakmann aclararon varios mecanismos de secreción, por ejemplo, cómo se mantiene el nivel de insulina en sangre merced a las interacciones de los iones calcio con la hormona y el ATP; un proceso que se descompensa en la diabetes. Cuando le concedieron el Nobel, Sakmann trabajaba en el Instituto Max Planck para la Investigación Médica en Heidelberg.

En su discurso de aceptación del premio Nobel, titulado «Pasos elementales en la transmisión sináptica revelados por las corrientes a través de los canales iónicos simples», Sakmann comenzó haciendo una exposición clara y completa del conocimiento de la transmisión de señales en el sistema nervioso. La membrana de la célula, dijo, es una barrera para la difusión y un aislante eléctrico, lo que permite la existencia de células con funciones especializadas. Para comunicarse, las células deben tener un mecanismo que permita que la membrana pueda ser atravesada: se conectan con rapidez mediante la sinapsis. La señal sináptica se usa preferentemente entre células del sistema nervioso y células de los órganos periféricos responsables de la traducción de sensaciones y de la actividad secretora y motora. La transmisión sináptica incluye un paso químico en el que se libera el transmisor desde la célula presináptica y actúa sobre los receptores de la célula postsináptica. El receptor es parte de un canal iónico y, debido a la ocupación del transmisor, genera un breve flujo de iones a través de la membrana postsináptica, lo que provoca un cambio en el potencial de dicha membrana. El flujo de iones es, realmente, la señal que inicia la respuesta celular. El tamaño, la duración, la dirección y la naturaleza del flujo de iones inicia o reduce la actividad eléctrica de la célula. La respuesta celular puede también estar determinada por el cambio en las concentraciones intracelulares de los iones, en particular de los iones calcio, que actúan como un segundo mensajero en muchas respuestas, sean de contracción o de secreción.

La sinapsis prototípica es la unión neuromuscular. En ella, la terminal del nervio de una neurona motora libera acetilcolina y genera potenciales de placa (EPP) que a su vez activan conductancias sensoriales para que se transmita excitación a otras partes de la fibra muscular. La corriente fluye a través de las placas, inducida por la liberación de paquetes de acetilcolina, mediante un conjunto de pequeños ‘sucesos elementales’. Hay evidencia de que la superposición de dichos sucesos se da también en otras sinapsis, no solo en las neuromusculares. Bert Sakmann describió en su discurso las propiedades de las corrientes (sucesos) elementales en los potenciales postsinápticos y las enlazó con sus condicionantes moleculares. Dijo que las medidas del ‘patch clamp’ se aplican de manera rutinaria combinándolas con la intervención del ADN mensajero y la fluorimetría para caracterizar los detalles de los sucesos sinápticos entre células, Así, las medidas de las corrientes elementales permiten la interpretación biofísica simplificada de las señales eléctricas que subyacen en la rápida comunicación celular a través de las sinapsis y pueden ser parcialmente comprendidas en términos moleculares. Las medidas de la conductancia en canales simples han permitido poner de manifiesto numerosos canales del receptor y segundos canales del mensajero en las neuronas del sistema nervioso central (SNC).

Sakmann terminó su alocución hablando de perspectivas. Dijo que la caracterización de los tipos de canales iónicos de las dendritas de las neuronas del SNC es necesaria para entender su función: la generación de patrones de actividad eléctrica que resultan de los potenciales de placa internos y externos. Igual de importante es la caracterización de los canales iónicos responsables de la actividad eléctrica de las terminales de los nervios. Añadió que confiaba en que las pipetas ‘patch clamp’ dieran las soluciones relativas a estas necesidades, que son un prerrequisito para entender cómo los cambios en la transmisión sináptica pueden contribuir a los cambios en la conexión entre neuronas durante los estados normales y patológicos.

Los Nobel del sistema nervioso (4): Katz, von Euler y Axelrod

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1970 lo compartieron Sir Bernard Katz, Ulf von Euler y Julius Axelrod «por sus descubrimientos sobre los transmisores humorales en las terminaciones nerviosas y el mecanismo para su almacenamiento, liberación y desactivación».

Bernard KATZ (1911, Leipzig – 2003, Londres), alemán de familia judía rusa, se exilió a Gran Bretaña por temor al régimen nazi y se nacionalizó en 1941. Estudió medicina en la Universidad de Leipzig, cursó el doctorado en el University College de Londres en 1935 y se doctoró en la London University en 1938. Durante la guerra trabajó con Eccles en Australia y en 1950 llegó a ser profesor de Biofísica en el University College. El tema principal de sus investigaciones se refiere a la transmisión colinérgica entre células nerviosas, esto es, a la química de la transmisión nerviosa estudiando en concreto el papel de los iones calcio en promover la liberación de las sustancias neurotransmisoras, así como al hecho de que se estén liberando a intervalos irregulares paquetes (cuantos) de estas sustancias.

En su lección del Nobel, titulada «Sobre el mecanismo de la liberación en cuantos del transmisor nervioso», Katz dijo que los tres premiados se habían inspirado en los trabajos de Dale y Loewi. Asimismo, anunció que expondría la investigación desarrollada durante los últimos veinte años con sus colaboradores Fatt, Castillo y Miledi sobre la transmisión: Nervio —-> Acetilcolina —-> Músculo. Sabíamos, dijo, que la placa del extremo de la fibra muscular, que es la superficie en contacto con el nervio, funciona como detector químico para varias sustancias y especialmente para la acetilcolina. Cuando esta se aplica en pequeñas cantidades a la superficie exterior abre canales en la membrana, a cuyo través pueden pasar los cationes. El flujo de esta corriente origina una despolarización local de la membrana, bajando su potencial normal. Por esto, por la actuación de la placa superficial del músculo como transductor electroquímico, pudimos registrar los impactos de pequeñas cantidades de acetilcolina en forma de cambios locales de potencial. Normalmente, un impulso nervioso libera una cantidad de acetilcolina suficiente ( unos 1000 cuantos de acetilcolina en menos de 1mseg ) para producir una despolarización local ( unos 50 mV ) con lo que la fibra muscular inicia una nueva ola de propagación de la excitación. Pero comprobamos que, en ausencia de estimulación, la zona plana de la fibra muscular no está en reposo, sino que muestra una actividad de solo 0,5 mV de amplitud en 0,1mseg, generados por el impacto asíncrono de paquetes (cuantos) constituidos por unas 10000 moléculas de acetilcolina descargadas espontáneamente por la terminal nerviosa vecina.

Katz estableció tres conclusiones: 1.- Los minipotenciales no son privativos de las uniones neuromusculares ni de los sistemas colinérgicos, sino que se han encontrado en diversas clases de sinapsis, en los sistemas nerviosos central y periférico y en todo el reino animal. Ocurre siempre que hay una mediación química. 2.- La mayor parte de la acetilcolina se encuentra agrupada en vesículas situadas en los lugares presinápticos de liberación. 3.- La frecuencia de los minipotenciales, esto es, la velocidad de secreción de acetilcolina, está controlada por el potencial de membrana de los terminales del axon: la despolarización de la membrana presináptica causa la velocidad de la descarga.

Además, Katz expuso que se requiere la presencia de iones calcio en el medio exterior para que sea efectiva la despolarización. Si disminuye su concentración o se agregan iones competitivos la despolarización es menos capaz de acelerar la velocidad de descarga de los minipotenciales. El proceso ocurre así: la despolarización abre poros específicos a los iones calcio en la membrana terminal del axon y el flujo de estos iones inicia la liberación de paquetes de moléculas del transmisor encerradas en vesículas sinápticas. El Ca2+ aporta la fusión entre las membranas de las vesículas y el axon, lo que conduce a la descarga del contenido vesicular en la hendidura sináptica.

Ulf von EULER – CHELPIN (1905 – 1983, Estocolmo), hijo de Hans von Euler – Chelpin y ahijado de Svante Arrhenius, premios Nobel de Química en 1929 y 1903 respectivamente, se doctoró en medicina en 1930, trabajó becado con H.H. Dale en Londres y descubrió nuevas biomoléculas entre los años 1935 y 1946: prostaglandina, vesiglandina, piperidinas y noradrenalina. Fue profesor de Fisiología en el Karolinska Institute desde 1930 hasta 1971. En su investigación sobre la noradrenalina, también llamada norepinefrina, encontró que era un neurotransmisor clave del sistema nervioso simpático y que se almacenaba en gránulos situados dentro de las fibras nerviosas.

En su lección de recepción del premio Nobel, titulada «Funciones del neurotransmisor adrenérgico», recordó que la neurotransmisión química es un concepto atribuido a Ellitt (1904) quien señaló la similitud entre la acción de la adrenalina y la estimulación del nervio simpático. Este efecto fue probado por Loewi y colaboradores, pero no comprobaron que era una excepción y no una regla, porque, como demostró analíticamente el propio Euler (1946-48), la acción no era debida a la adrenalina sino a su homólogo no metilado: la noradrenalina. Tras numerosos estudios sistemáticos, se supo que esta molécula estaba presente en casi todos los órganos y tejidos, con la notable excepción de la placenta, que está libre de nervios. Concluyeron que donde hay nervios hay noradrenalina. Después pasaron a evaluar la cantidad de noradrenalina en varios órganos de oveja, encontrando la mayor cantidad en el bazo (3 – 4 microgramos por gramo) más que , por ejemplo, en los pulmones (0,08 – 0,1). También demostraron que los órganos contenían adrenalina en pequeñas cantidades, y que la proporción en que ambas aminas eran liberadas de las glándulas suprarrenales dependía del lugar donde se iniciara el estímulo. Por entonces, Goodall, trabajando en el laboratorio de von Euler, descubrió la tercera catecolamina: la dopamina. Estudiando en la orina la secreción de aminas encontraron que el trabajo muscular suponía una mayor actividad del sistema adrenérgico y que la cantidad de catecolamina aumentaba en situación de estrés, como en el dolor o en la ansiedad. Asimismo, establecieron que las catecolaminas estaban en unas partículas subcelulares que vistas en el microscopio electrónico eran gránulos de 300 a 1500 Aº de diámetro cubiertas por una membrana de 70 Aº. Así, las porciones terminales de los nervios adrenérgicos tienen una apariencia granulada: son como una serie de hinchamientos que contienen el neurotransmisor en concentración alta. La capacidad de almacenamiento vale para noradrenalina y adrenalina; la dopamina no se guarda en las partículas de noradrenalina. También investigaron sobre la muchas drogas que interfieren en el almacenamiento y liberación: bloqueantes adrenérgicos, aminas contrarias, drogas psicotrópicas e inhibidores metabólicos. Finalmente, von Euler exhibió un esquema de la terminal de un nervio adrenérgico en el que se muestra que en la síntesis de noradrenalina, un proceso rápido y regulado con precisión, una parte se guarda en gránulos y otra se transfiere a la membrana desde la que es liberada.

Julius AXELROD (1912, New York – 2004, Bethesda), bioquímico y farmacéutico, se doctoró en la George Washington University en 1955. Perdió un ojo en un accidente con amoniaco en el laboratorio. Investigó durante largos años en los National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA. Fue jefe del departamento de farmacología química del Laboratory of Clinical Sciences. Siguió con el trabajo de Euler sobre el neurotransmisor noradrenalina y determinó el papel de las enzimas en la actividad nerviosa, un descubrimiento crítico para entender el funcionamiento completo del sistema nervioso.

En su discurso del Nobel, titulado «Noradrenalina: destino y control de su biosíntesis», empezó diciendo que se enteró de lo poco que se había hecho sobre el metabolismo de la noradrenalina y adrenalina y decidió abordarlo. Así, comenzó trabajando con una fracción de hígado de rata a la que añadió ATP, metionina, iones magnesio y adrenalina, midiendo la desaparición de esta catecolamina. Después fue reemplazando reactivos y encontró que las tres catecolaminas producían O-metilaminas y metabolitos con grupos COOH y OH. Descubrió que la responsable de la metilación era la enzima catecol-O-metiltransferasa, COMT, que requería para su funcionamiento iones magnesio y S-adenosilmetionina como donante de metilo. Comprobó que la enzima, de unos 24000 g/mol, neutralizaba la noradrenalina, ya que la administración ‘in vivo’ de inhibidores de la COMT (polifenoles y otros) resultaba en una prolongación de los efectos fisiológicos de la noradrenalina. El descubrimiento de la COMT condujo al descubrimiento de otras metiltransferasas implicadas en el metabolismo de las aminas bioquímicas.

Axelrod dividió su discurso en varios apartados. Con respecto al almacenamiento de noradrenalina en los nervios del sistema simpático dijo que marcaron con tritio la adrenalina y la noradrenalina y midieron su distribución: encontraron que las dos estaban retenidas en los tejidos en forma inactiva. Para localizar la zona intraneuronal de la retención emplearon microscopía electrónica y autorradiografía y vieron en los axones vesículas de unos 500 Aº. Concluyeron que la noradrenalina liberada de los terminales nerviosos tenía varios destinos; parte se descargaba en el flujo sanguíneo, parte era O-metilada por el COMT y parte era almacenada por las neuronas del sistema simpático. Con respecto al efecto de las drogas, probaron imipramina, clorpromacina, cocaína, reserpina, anfetamina y tiramina, que incrementaban la velocidad del metabolismo al exponer a las catecolaminas al ataque de las enzimas COMT y MAO (monoamino oxidasa). Normalmente, la mayor porción de las catecolaminas se almacena en el nervio y otra porción más pequeña va al receptor, pero en presencia de drogas, la mayor parte va al receptor. Con respecto a la biosíntesis de las catecolaminas, Axelrod presentó una secuencia de reacciones: Tirosina —-> Dopa —-> —->Dopamina —-> Noradrenalina —-> Adrenalina. En cada paso actuaba una enzima en el orden siguiente: Tirosina hidroxilasa —-> Dopa descarboxilasa —-> Dopamina-beta-oxidasa —-> PNMT (feniletanolamina-N-metil transferasa). El incremento de las enzimas productoras de catecolaminas en estrés sostenido puede ser inducido neuronalmente, pero no es inmediata, como sí lo es en el caso de una descarga de adrenalina y noradrenalina en estado de ira, miedo o agresión. Por otra parte, la noradrenalina estimula la síntesis de la hormona melatonina en la glándula pineal, rica en fibras del nervio simpático, aumentando específicamente la síntesis de moléculas de N-acetil transferasa.

Axelrod finalizó su discurso considerando que los avances sobre la influencia de las drogas psicotrópicas en la absorción, almacenamiento, liberación, formación y metabolismo de las catecolaminas, han sido efectivos en el tratamiento de desórdenes afectivos y dolencias neurológicas y cardiovasculares. Los hallazgos relativos al sistema nervioso central y periférico han servido para estudiar las causas y el tratamiento de la depresión mental, el párkinson y la hipertensión.

Los Nobel del sistema nervioso (3): Eccles, Hodgkin y Huxley

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1963 lo compartieron Sir John Carew Eccles, Sir Alan Lloyd Hodgkin y Sir Andrew Fielding Huxley «por sus descubrimientos sobre los mecanismos iónicos relacionados con la excitación e inhibición en las partes periféricas y centrales de la membrana de la célula nerviosa».

John C. ECCLES (1903, Melbourne – 1997, Contra, Suiza) estudió con Sherrington en Oxford, fue su asistente de investigación y publicó trabajos con él. Se doctoró en 1929 con una tesis sobre excitación e inhibición nerviosa y estuvo en la batalla entre los partidarios de la transmisión eléctrica o química del impulso nervioso, finalmente decantada a favor de los últimos. En 1951 fue profesor de Fisiología en la Australian National University, Canberra, donde él y otros fueron los primeros en insertar microelectrodos en las células del sistema nervioso central, midiendo en varias partes del organismo: cerebro, médula, tálamo, hipocampo y cerebelo. En 1966 fue profesor del Institute of Medical Research, Chicago, y en 1968 de la State University of New York, Bufalo.

El artículo dedicado a Eccles en la Biblioteca Británica explica que el impulso nervioso que excita la célula de la sinapsis suelta en la célula vecina una sustancia, probablemente acetilcolina, que ensancha los poros de las membranas del nervio. Estos poros permiten el paso de Na+ en la célula vecina y cambian la polaridad de la carga eléctrica. Esta onda de carga, que constituye el impulso nervioso, se conduce de una célula a otra. Eccles encontró que una célula excitada induce otro tipo de sinapsis que segrega en la célula vecina una sustancia que promueve el paso de K+ a través de la membrana, reforzando la polaridad e inhibiendo la transmisión del impulso. El trabajo de Eccles estuvo apoyado en los trabajos de Hodgkin y Huxley y tuvo una gran influencia en el tratamiento médico de los trastornos nerviosos de las funciones del riñón, corazón y cerebro.

En la lección dictada en la recepción del Nobel, titulada «El mecanismo iónico de la inhibición postsináptica», Eccles dijo que había empleado la microscopía electrónica para obtener datos sobre la fase química de la transmisión de impulsos a través de las sinapsis. Mostró imágenes en las que se ve la membrana, de 70 Aº de espesor, y la protuberancia sináptica con numerosas vesículas en su interior. Estas vesículas contienen las sustancias químicas responsables de la transmisión, explicó. La hendidura entre células medía unos 200 Aº. Insertando microelectrodos de 0,5 micras de diámetro en la neurona comprobó que la membrana de la célula nerviosa separaba dos disoluciones acuosas de composición iónica diferente: en el interior era mayor la concentración de K+ y en el exterior la de Na+; una diferencia de potencial produce la difusión de los iones. Eccles denominó sinapsis excitantes (SE) a las que descargan impulsos y potenciales postsinápticos excitantes (PPE) a los que las SE producen en la membrana postsináptica. Los potenciales postsinápticos inhibidores (PPI) son la imagen en el espejo de los PPE. Eccles probó que la permeabilidad iónica de la membrana postsináptica controla la composición iónica intracelular y que zonas especializadas de la membrana desarrollan en milisegundos una permeabilidad iónica específica bajo la influencia del transmisor inhibitorio. Las corrientes se producen al aumentar la permeabilidad iónica de la membrana. Eccles estudió la correlación entre el tamaño de los iones hidratados (Na+, K+ y muchos aniones) y los efectos en el PPI. Dedujo que la permeabilidad está únicamente determinada por el tamaño de los iones hidratados, tanto aniones como cationes, y postuló que el tamaño de los poros de la membrana es uniforme. Como conclusión, Eccles dijo que la membrana hace de tamiz, que los iones cloruro y potasio se mueven a su través en un flujo intenso que produce el PPI y que contra actúa la acción despolarizante de las SE, efectuando la inhibición.

Alan Lloyd HODGKIN (1914, Banbury, UK, – 1998, Cambridge) inició su colaboración con Huxley en 1938. Durante la guerra ambos trabajaron en el radar y después continuaron su relación investigadora. Con R. D. Keynes trabajó en los mecanismos iónicos de las células vivas asesorados por Lord Adrian. En 1951 fue nombrado profesor de investigación de la Royal Society y en 1966 profesor de Biofísica.

En su lectura de aceptación del premio Nobel, titulada «Las bases iónicas de la conducción nerviosa», Hodgkin explicó que, con Huxley, se enfrentaron con el problema de probar experimentalmente que el potencial de acción es el agente que causa la propagación del impulso nervioso. Trabajaron con el nervio simple de un calamar gigante en el que insertaron, siguiendo el método de Eccles, microlectrodos de 0,5 micras de diámetro externo. Midieron la diferencia de potencial entre el electrodo del interior de la fibra nerviosa y la disolución externa y demostraron que el potencial eléctrico de la fibra durante la conducción de un impulso era mayor que el potencial en reposo, lo que era incompatible con la teoría aceptada que postulaba una rotura de la membrana del nervio durante la conducción del impulso. Hicieron la hipótesis de que el potencial de acción estaría muy influenciado por la concentración de iones sodio en el fluido externo, consiguieron medir por separado los flujos de corriente iónicos de Na+ y K+ a través de la membrana demostrando que cuando el voltaje cambia de – 65 mV a 0 mV, se produce un flujo de Na+ hacia el interior en el primer microsegundo, seguida de un flujo de K+ hacia el exterior. Estos resultados experimentales, logrados en 1952, indicaron que la membrana del nervio permite que el K+ entre en la fibra durante la fase de descanso y que el Na+ penetre cuando la fibra es excitada. Los movimientos iónicos en sentidos opuestos daban lugar a corrientes eléctricas. Aunque no conocíamos, dijo Hodgkin, ni la química ni la estructura fina de la membrana, fuimos capaces de dar la forma, la duración y la amplitud del potencial de acción, la velocidad de conducción, los cambios de impedancia y el comportamiento oscilatorio de los movimientos iónicos. Pero persistía una deficiencia fundamental que subsanó el bioquímico danés Jens Skou en 1957 describiendo la primera bomba molecular: una enzima localizada en la membrana, la ATPasa, que transportaba Na+ y K+ y mantenía los gradientes de sodio y potasio dentro y fuera de la célula, una máquina eficiente que convertía la energía química de la hidrólisis del ATP en el trabajo de transportar cationes en contra del gradiente electroquímico distinguiendo los iones sodio de los de potasio. (A Jens le concedieron el premio Nobel en 1997, ‘sólo’ cuarenta años después de su sensacional trabajo).

Andrew Fielding HUXLEY (1917, London – 2012, Grantchester) era nieto de T.H. Huxley, el famoso defensor de Darwin, hijo de Leonard Huxley, y medio hermano de Aldous y Julian. Fue, como su maestro Hodgkin, profesor de investigación de la Royal Society (1969). Además de su cooperación en los trabajos que merecieron el premio Nobel expuestos antes, hizo investigaciones publicadas sobre el proceso de contracción de la fibra muscular en colaboración con Rolf Niedergerbe. Utilizaron un microscopio de interferencia para estudiar las fibras y desarrollaron la teoría del filamento deslizante según la cual los filamentos gruesos de miosina de las fibras resbalan sobre los delgados de actina durante la contracción muscular.

En su discurso de recepción del Nobel, titulado «El análisis cuantitativo de la excitación y la conducción en el nervio», exhibió el aparato, dotado de electrodos y terminales, con el que hicieron las medidas, señalando que las registraban en un osciloscopio de rayos catódicos y las fotografiaban. De las mediciones dedujeron que la conductancia de la corriente total es la suma de las dos corrientes iónicas de sodio y potasio a través de la membrana. Además, desarrollaron uno de los primeros modelos computacionales en bioquímica, con ecuaciones en derivadas parciales (que no fueron expuestas en la conferencia). Aunque emplearon las computadoras de aquellos lejanos tiempos, «la concordancia de los resultados computados y los cambios de potencial registrados en las fibras nerviosas reales es prometedor, dijo Huxley, pero no creemos que nuestras ecuaciones sean definitivas porque sólo cubren sucesos inmediatamente después del potencial de acción. Nuestras ecuaciones pueden considerarse una primera aproximación que necesita ser refinada».

Los Nobel del sistema nervioso (2): Dale, Loewi, Erlanger y Gasser

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1936 lo compartieron Sir Henry H. Dale y Otto Loewi «por sus descubrimientos relacionados con la transmisión química de los impulsos nerviosos».

Henry H. DALE (1875, London – 1965, Cambridge), director del National Institute for Medical Research, London, coincidió con su amigo Otto Loewi en el University College, fue profesor de Química y director del Davy Faraday Laboratory y secretario de la Royal Society. Sir Henry fue nombrado caballero en 1932 y recibió la Orden del Mérito en 1944.

A comienzos del siglo XX se sabía que las señales del sistema nervioso se transmitían mediante impulsos eléctricos, pero no estaba claro si se transmitían también por sustancias químicas. Dale trabajó sobre la composición química y los efectos del cornezuelo de centeno e identificó los alcaloides histamina y tiramina, responsables, dijo, de algunas reacciones alérgicas y anafilácticas; entre los extractos también encontró acetilcolina. Tras una larga investigación, en la que participaron Loewi y sus respectivos equipos, pusieron en evidencia que la acetilcolina generaba impulsos en el sistema nervioso parasimpático, que tiene, entre otras funciones, un efecto relajante en la actividad del corazón.

En la lección impartida con motivo de la concesión del premio Nobel, titulada «Algunas novedades sobre la transmisión química de los efectos de los impulsos nerviosos», Dale recordó que Loewi había publicado en 1921 el mecanismo de la transmisión química de los impulsos nerviosos, cuyas características fueron después investigadas en el laboratorio de Dale por un conjunto de personas hábiles. También recordó que previamente, en 1914, habían aislado la acetilcolina del cornezuelo, una sustancia que presentaba efectos parecidos a la adrenalina por su acción sobre los nervios del parasimpático que eran anulados por la atropina. Establecieron como regla general que la acetilcolina transmitía los efectos del parasimpático, mientras que la adrenalina transmitía los del simpático. A estos efectos Dale los denominó colinérgicos y adrenérgicos, respectivamente. (Recordemos que el sistema nervioso autónomo, que controla las funciones y los actos involuntarios, consta de los sistemas simpático y parasimpático). Investigaron la posibilidad de que la acetilcolina actuase como transmisor en las sinapsis ganglionares o en las terminales del nervio motor voluntario. Constataron que únicamente los impulsores preganglionares a las sinapsis causaban la aparición de acetilcolina. Si el músculo es desnervado no se producía acetilcolina por más grandes que fueran los impulsos; pero si es paralizado con curarina, sí se producía. Tuvieron la evidencia de que la reserva de acetilcolina y esterasa (metilcolinesterasa) requerida para su destrucción estaban asociadas con las terminales del nervio preganglionar y estimaron que la cantidad de acetilcolina obtenida por un simple impulso motor sería del orden del femtogramo, esto es, de unos tres millones de moléculas. Concluyeron afirmando que casi todas las neuronas eferentes del sistema nervioso periférico son colinérgicas y que sólo las fibras postganglionares del sistema simpático, y no todas, son adrenérgicas

Dale terminó su disertación diciendo que debemos ampliar en la medida de lo posible el estudio de la transmisión química en el sistema nervioso central, como lo hemos encontrado en todas las sinapsis periféricas. Además, es necesario conocer la transmisión interneuronal en el cerebro, lo que sería muy importante para la terapéutica.

Otto LOEWI (1873, Francfurt – 1961, New York) se doctoró en 1896 y en 1909 fue catedrático de Farmacología en la Universidad de Graz, Austria. En 1902 conectó con H.Dale. Cuando los alemanes invadieron Austria hubo de abandonar el país, yendo a Bruselas, Oxford y, en 1940, a la Universidad de Nueva York como profesor de Farmacología. En 1946 adquirió la ciudadanía estadounidense. Había hecho publicaciones sobre las funciones del riñón, sobre los diuréticos, la diabetes, la acción de las drogas digitales y la degradación del glucógeno por la epinefrina. Descubrió que el corazón, en contraste con el hígado, no puede utilizar fructosa. En 1921 aportó la primera prueba de que las sustancias químicas estaban implicadas en la transmisión de los impulsos de una célula nerviosa a otra y de la neurona al órgano.

En su discurso de aceptación del premio Nobel, titulado ‘La transmisión química de la acción nerviosa’, Loewi recordó los experimentos de él y su equipo estimulando los nervios en el corazón de una rana: los estímulos estaban relacionados con las contracciones del corazón. Además, recogieron el fluido segregado y lo inyectaron en otro corazón no estimulado, el cual respondió como si estuviese estimulado. Este fue el indicio de que en el fluido, secreción del nervio vago parasimpático, había una sustancia reactiva que, sometida a una batería de análisis, resultó ser acetilcolina, que era inhibida por atropina y destruida con esterasa. también demostraron que la acetilcolina estaba presente en la estimulación de otros órganos diferentes del corazón. Asimismo, caracterizaron adrenalina en la secreción de los nervios simpáticos de diversos órganos; pero Dale y colaboradores encontraron también acetilcolina en un buen número de casos, por lo que se puede decir que la secreción de acetilcolina se produce en los nervios de todo el sistema autónomo.

Loewi siguió exponiendo en su discurso otras investigaciones relacionadas con la acetilcolina, identificada después en el grupo de los neurotransmisores. Los alcaloides atropina y ergotamina no paralizan los nervios, no impiden que se segregue acetilcolina bajo estímulo, simplemente son antagonistas. La acetilcolina y la adrenalina son efectivas aun en ausencia de nervios. La presencia de acetilcolina depende del extremo del nervio y desaparece con su degeneración. Se produce en la sinapsis, esto es, en el punto donde el extremo del nervio entra en contacto con la célula. Está presente en el nervio y se difunde bajo estímulo, pero antes está protegida del ataque de la esterasa; cuando se libera, se difunde a una velocidad mucho mayor que la de destrucción. Y Loewi se despidió manifestando su esperanza en las futuras investigaciones.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1944 lo compartieron Joseph Erlanger y Herbert S. Gasser «por sus descubrimientos sobre la funciones altamente diferenciadas de las fibras nerviosas simples».

Joseph ERLANGER (1874, San Francisco – 1965, St. Louis) estudió química y medicina. En 1910 fue profesor de Fisiología en la Medical School of the Washington University, St. Louis, en la que permaneció como profesor emérito desde 1946. Desarrolló y patentó un nuevo tipo de esfingmomanómetro, un medidor de la presión sanguínea en la arteria braquial. H. S. Gasser fue uno de los estudiantes de Erlanger en la Universidad de Wisconsin, Madison, y después se unieron en la de Washington, St. Louis. En 1922 adaptaron el osciloscopio de rayos catódicos de bajo voltaje para ampliar y analizar las respuestas de una fibra nerviosa simple. El patrón característico de la onda de un impulso generado en una fibra nerviosa estimulada, podría ser visto, una vez ampliado, en la pantalla, donde podían estudiarse los componentes de la respuesta del nervio. En 1932, encontraron que las fibras conducían impulsos a diferentes velocidades dependiendo de su grosor y que cada fibra tenía un umbral de excitabilidad distinto, es decir, que cada una requería un estímulo propio de intensidad para crear un impulso. Asimismo, demostraron que fibras diferentes transmiten impulsos de clases diferentes, representados por ondas peculiares.

En su lección conmemorativa del premio Nobel, titulada «Algunas observaciones sobre las respuestas de las fibras nerviosas simples», dictada en diciembre de 1947, Erlanger expuso estudios realizados con E. A. Blair, no con Gasser, que se había ido a otra universidad; pero recuerda cómo dejaron atrás el trabajo con una sola fibra de gran excitabilidad a la temperatura del laboratorio, 27º C, y las débiles respuestas del aparato. A continuación, Erlanger pasó a describir las fluctuaciones que obtenían en las medidas realizadas colocando los electrodos sobre el nervio y separados por una distancia de uno a dos milímetros. La polarización catódica, dijo, aumenta la excitabilidad, probablemente porque varía la estabilidad de la superficie de la membrana, con lo que disminuye la altura del pico del axón y finalmente bloquea la transmisión. La estricnina tiene el mayor efecto sobre las fluctuaciones de la excitabilidad: si este veneno produce convulsiones son quizá debidas a grandes fluctuaciones del voltaje. El frío, como la estricnina, aumenta las variaciones y también aumenta las respuestas reflejas de la médula espinal; pero una zona helada es inexcitable. Erlanger también dijo que las fibras nerviosas de los vertebrados están, con algunas excepciones, rodeadas con una vaina segmentada de mielina, por lo que tienen la apariencia de un conductor aislado eléctricamente. El progreso del impulso a lo largo de las fibras recubiertas por segmentos de mielina va a saltos. Erlanger puso en boca de Hodgkin una de sus conclusiones: «Los impulsos nerviosos es posible que sean transmitidos por corrientes electrónicas, pero puede que no sea el único mecanismo de transmisión». Finalmente, dijo que en sus trabajos habían usado fibras simples, que son más sensibles que las múltiples: sus conclusiones son una base para entender los mecanismos mucho más complicados de las actividades de los nervios periféricos y centrales.

Herbert S. GASSER (1888, Platteville – 1963, New York) fue profesor de Fisiología en la Cornell University, Ithaca, en 1931, y director del Rockefeller Institute, New York City, del que posteriormente fue profesor emérito. Con Erlanger estudió los impulsos eléctricos apenas detectables transportadas por las fibras nerviosas de mamíferos, visualizaron, con un osciloscopio adaptado, los impulsos nerviosos amplificados sobre una pantalla fluorescente. Demostraron que fibras nerviosas diferentes transportan impulsos tales como el dolor, el frío o el calor. Su trabajo hizo posible construir máquinas registradoras mejoradas para diagnosticar desórdenes cerebrales y nerviosos, así como para acceder a los tratamientos adecuados.

En su discurso del Nobel, titulado «Fibras nerviosas de mamíferos» y leído en 1945, dos años antes que Erlanger (el que esto escribe no tiene datos del motivo de esta anomalía), Gasser estudió las variaciones de la diferencia de potencial entre dos electrodos en contacto con el nervio durante su actividad. Distinguió el potencial del pico de los potenciales traseros. Estableció tres tipos principales de fibras nerviosas con velocidades de conducción diferentes: grupo A, con velocidades entre 115 y 10 metros por segundo; B, entre 13 y 3; C, entre 2 o más y 0,6 m/s. Las más gruesas transportan más rápidamente los impulsos. Las del grupo C son más abundantes que las del A. La cocaína bloquea antes las C que las A, y de estas antes las pequeñas. Por el contrario la asfixia (nombre vulgar que Gasser emplea por estricnina) bloquea primero las A. También dijo que los mensajes del dolor son transmitidos por las fibras A y C, pero no dijo nada del frío y del calor.

Los Nobel del sistema nervioso (1): Golgi, Cajal, Sherrington y Adrian

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1906 lo compartieron Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal «en reconocimiento a su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso».

Camillo GOLGI (Corteno, 1843 – Pavia, 1926), profesor y rector de la Universidad de Pavia, desarrolló el método de tinción de tejidos fisiológicos con nitrato de plata, un instrumento que sirvió para el mejor conocimiento de la estructura del sistema nervioso. A él le valió para demostrar la existencia de células nerviosas poseedoras de extensiones cortas y ramificadas, las dendritas, que son elementos de conexión entre células. Después, Golgi descubrió la espina del tendón, el lugar donde terminan encapsuladas las fibras nerviosas sensoriales. También demostró la existencia en las células nerviosas de una red de fibras, cavidades y gránulos, el ahora denominado complejo de Golgi, que entra en la construcción de membranas para el almacenamiento y transporte de partículas tales como proteínas y lípidos.

En su discurso de agradecimiento por la concesión del premio Nobel, titulado «La doctrina de la neurona: teoría y hechos», Golgi cita al anatomista alemán Wilhelm von Waldeyer, quien basándose en los descubrimientos de Golgi, postuló: «El sistema nervioso consta de innumerables unidades nerviosas, las neuronas, que son anatómica y genéticamente independientes. Cada unidad está compuesta de tres partes: cuerpo, fibra y ramas terminales». «La circulación fisiológica puede darse desde el cuerpo a las ramas o en sentido contrario». «Los impulsos motores se transmiten sólo desde el cuerpo a las terminales, mientras que los impulsos sensoriales viajan en el otro sentido». Y Golgi subraya que la neurona es una célula en todo el sistema que deriva de una sola célula embrionaria, una unidad fisiológica independiente que se comunica por contacto con otras neuronas. En su disertación, Golgi reconoce que la expresión más perfecta de la teoría de la neurona es la teoría de la polarización dinámica desarrollada por Cajal, quien, utilizando el método de tinción de la plata reducida pudo demostrar la estructura fibrilar con todo detalle; no obstante Golgi sigue teniendo dudas: dice que no podemos tener certeza de que la neurona se derive de una sola célula embrionaria, que no está completamente decidido cómo son los procesos nerviosos protoplasmáticos y la organización del cuerpo celular, y que la individualidad e independencia fisiológica de la neurona debe ser examinada de nuevo. En definitiva, Golgi estima que la doctrina de la polarización dinámica no excluye otras interpretaciones. Veamos lo que sostiene Cajal, al que el tiempo dio la razón.

Santiago RAMÓN y CAJAL (Petilla de Aragón, 1852 – Madrid, 1934) era hijo de un profesor de anatomía aplicada, se doctoró en 1977 y fue profesor en las universidades de Valencia, Barcelona y Madrid, así como director del Instituto Nacional de Higiene e Investigaciones Biológicas. Publicó más de cien artículos científicos en francés y español y fue nombrado doctor ‘honoris causa’ por la universidades de Cambridge, Wurzburg y Clark antes de recibir el premio Nobel. Su afición y conocimiento de la fotografía le permitió mejorar el método de tinción de Golgi con nitrato de plata, que daba imágenes manchadas de las células, fijando la plata con formaldehído o hidroquinona como agente reductor e incluso empleando tricloruro de oro para que en el virado se reforzase el contraste en los cortes histológicos.. Este procedimiento permitió a Cajal la dilucidación de la textura del sistema nervioso de los humanos y de los vertebrados.

En la lección que impartió con motivo de la concesión del premio Nobel, titulada «La estructura y conexiones de las neuronas» expuso imágenes de la estructura fina del tejido nervioso del cerebro, cerebelo, médula espinal, bulbo olfativo, lóbulo óptico y retina de embriones y animales jóvenes. En mi opinión, dijo, las imágenes revelan las disposiciones terminales de las fibras nerviosas. Estas fibras, que se ramifican varias veces, siempre van hacia el cuerpo neuronal o hacia las extensiones protoplasmáticas, confirmando que los elementos del nervio se relacionan recíprocamente, en ‘contigüidad’ pero no en ‘continuidad’ entre las ramificaciones y el cuerpo celular: una sustancia conductora serviría para mantener el contacto entre las superficies. Con estos datos, Cajal estableció los siguientes postulados: a) Se crean complicados sistemas de ramificaciones pericelulares para amplificar los contactos. Las corrientes nerviosas se transmiten a distancia por inducción o influencia. b) Los cuerpos celulares y las dendritas son, como los cilindros del axis, conductores, y representan las uniones entre las fibras aferentes y los axones: hay concordancia entre las dendritas y el cilindro del axón. c) El examen del movimiento de los impulsos nerviosos en los órganos sensoriales prueban no sólo que las extensiones protoplasmáticas juegan un papel conductor sino que el impulso nervioso en estas prolongaciones es hacia la célula o axón. Estos tres postulados representan la ‘polarización dinámica de las neuronas’.

En la parte final de su discurso, Cajal se dedicó a exponer su investigación sobre la neurogénesis, de la que había dos interpretaciones: la poligénesis, según la cual la fibra nerviosa era la prolongación de muchas fibras nerviosas, y la monogénesis para la que la célula germinal, el neuroblasto, emite una larga prolongación, una fibra nerviosa. Cajal comprobó, en cortes de la médula espinal de un embrión de pollo, el cono de crecimiento del axón, esto es, el crecimiento del hilo nervioso procedente de una sola célula.

El premio Nobel de fisiología o Medicina de 1932 lo compartieron Sir Charles Scott Sherrington y Lord Edgar Douglas Adrian «por sus descubrimientos sobre las funciones de las neuronas»

Charles SHERRINGTON (1857, London – 1952, Eastbourne) fue profesor de Fisiología en las universidades de Liverpool y Oxford y doctor ‘honoris causa’ por muchas universidades nacionales y extranjeras. Entre sus publicaciones científicas destacaremos el libro de texto titulado ‘The integrative action of the nervious system’ por su amplia difusión internacional. También publicó poesía y fue aficionado a la filosofía y al deporte.

Tras los trabajos de Golgi, Cajal y otros se sabe que el sistema nervioso está constituido por células con fibras nerviosas que forman una red de conexiones entre el cerebro, la médula espinal y el resto del cuerpo. También se sabe que ciertos estímulos de las células nerviosas dan lugar a movimientos musculares inconscientes o reflejos. Sherrington, trabajando con animales descerebrados, encontró que los reflejos son actividades integradas de todo el organismo, no el resultado de arcos reflejos aislados. Y se encontró con una evidencia: cuando se estimula un conjunto de músculos, los opuestos a la acción son inhibidos simultáneamente. Esta es la ahora conocida como ley de Sherrington, la inervación recíproca de los músculos. En el libro antes mencionado distingue tres grupos principales de órganos sensoriales: los que detectan luz, sonido, olor y estímulos táctiles; los que detectan sabores; y los que detectan sucesos del interior del organismo, que son los que juegan un papel importante en la acción refleja, por ejemplo, manteniendo de pie a un animal descerebrado.

En la lección dictada con motivo de la concesión del premio Nobel, titulada ‘La inhibición como factor coordinante’, Sherrington explicó que los impulsos que provocan excitación no difieren de los que provocan inhibición, ya que son procesos nerviosos centrales, así la mezcla de inhibición central con excitación central es una característica natural de un movimiento reflejo. Por ejemplo, la coordinación del movimiento de locomoción se produce porque al estimular la contracción de un músculo hay una inhibición simultánea de su antagonista. Pero, ¿ cómo se produce la conexión entre las células nerviosas para que tenga lugar este proceso ? Para explicarlo, Sherrington acudió a la hipótesis sináptica: la información viaja de una neurona a otra a través de un pequeño intervalo, la sinapsis, un término acuñado por el autor. Algunos autores dicen que Cajal explicó cómo es el sistema nervioso y Sherrington cómo funciona; a ambos los denominan ‘padres de la neurología’.

Edgar ADRIAN (1889 – 1977, Cambridge, UK), First Baron de Cambridge, fue profesor de Fisiología en la Universidad de Cambridge y presidente de la Royal Society y de la Royal Society of Medicine. Adrian puso a punto métodos para medir las débiles corrientes eléctricas que transfieren las señales en el sistema nervioso. Sus medidas contribuyeron a mejorar la comprensión de la física de las sensaciones y el mecanismo del control muscular. También estudió la actividad eléctrica del cerebro, con lo que abrió nuevos campos de investigación para la localización de lesiones cerebrales.

En su discurso de recepción del premio Nobel, titulado ‘La actividad de las fibras nerviosas’, dijo que las señales que se envían desde un órgano hasta el sistema nervioso central viajan a través de largas fibras y que, cuando vuelven al órgano, facilitan, por ejemplo, una contracción muscular. Para demostrar claramente qué señales pasan de los órganos sensibles al cerebro y del cerebro a los músculos, es necesario registrar los efectos eléctricos en fibras nerviosas individuales: se trata de medir unos microvoltios en unos milisegundos; esto se consiguió con el electrómetro capilar y el amplificador de válvula de triodo. Y se pudieron sacar conclusiones. La fibra nerviosa, al ser estimulada eléctricamente, trabaja en una sucesión de espasmos separados por periodos de descanso. La fibra siempre da su respuesta máxima. La duración es la misma para estímulos fuertes o débiles. Los estímulos más intensos no resultan en señales más fuertes, sino en señales que se envían con mayor frecuencia y a través de más fibras nerviosas. Todos estos hechos fueron analizados con su maestro Keith Lucas, quien, según Adrian, merecería compartir el premio Nobel. Con respecto al trabajo con órganos, Adrian logró una fibra sencilla dividiendo músculos cutáneos de rana. Los órganos más fáciles de investigar, dijo, son los que responden a la deformación mecánica, porque tienen fibras nerviosas grandes en las que los cambios de potencial son más detectables. En las fibras pequeñas sólo se detectan si el proceso cursa con dolor. En los casos complicados, como el del nervio óptico y el de los órganos receptores de la retina, hay que elegir para su estudio las especies más sencillas.

2020. EL PRIMER AÑO DE LA PANDEMIA

Pestes y pandemias

La más grande de las pestes, la peste negra, mató a más de un tercio de la población europea, cifra equivalente a casi treinta millones de personas. Fue una clase de peste bubónica producida por una bacteria, la Yersinia Pestis, en una mutación de gran velocidad de transmisión y resistencia a las bajas temperaturas. Se llamó peste por el mal olor que desprendían los bubones reventados, y negra por el color de esos ganglios inflamados. La transmitían las picaduras de las pulgas habitantes de las ratas negras que se desplazaban por todo el orbe en aquellos años del siglo XIV. Posteriormente hubo muchos brotes de peste bubónica: Tenerife, Londres, Italia y otros, producidos por una versión menos expansiva de la bacteria.

Las pandemias de gripe son prácticamente anuales. En la memoria histórica está la mal llamada ‘gripe española’ de 1918 que se llevó por delante a unos cincuenta millones de personas en todo el mundo. La pandemia se inició en Estados Unidos en 1916 y entró en España desde Francia. Como Europa estaba sumida en la Gran Guerra, las informaciones abundantes procedían de la neutral España, de ahí el nombre. La pandemia fue causada por el virus H1N1 de procedencia aviar y afectó a personas sanas y enfermas, viejas y jóvenes, incluso a perros y gatos. En España murieron unos 200000 humanos de aproximadamente 8 millones de infectados. Otra pandemia de gripe, generada en Veracruz (México) por el mismo virus H1N1, llamada gripe porcina o gripe A, se extendió en el año 2009 por América y Europa principalmente; hubo 18228 fallecidos confirmados, cifra sorprendente, porque se supone que fueron muchos más, tantos como 284000. Esta gripe se combatió con vacuna y antivirus: la medicina había mejorado.

La pandemia generada por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), una mutación de un virus de monos que se transmitió a humanos en el África subsahariana a principios del siglo XX, dio lugar al SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida), una enfermedad que ha causado más de 39 millones de muertos en todo el mundo. El virus se contagia a través de la sangre, cuando se practica el sexo sin protección, por agujas hipodérmicas usada o en las transfusiones. Estas circunstancias sirvieron para que se llegase a calificar el SIDA como una enfermedad propia de homosexuales y drogadictos. Y no era sólo así; por ejemplo, la mujer embarazada portadora del virus puede infectar al feto. El SIDA se manifiesta al principio con fiebre, neumonía y sarcoma de Kaposi. Para su curación se empleó una vacuna que resultó no ser definitiva; actualmente se trata con un cóctel de antirretrovirales que inhibe las enzimas replicantes del VIH, transformando la enfermedad de mortal a crónica. Dos virólogos: el francés Montagnier y el estadounidense Gallo aislaron el virus, pero sólo Montagnier recibió el premio Nobel de Fisiología o Medicina en el 2008 por discrepancias sobre el descubrimiento. Se sigue investigando sobre el VIH.

El Ébolavirus se detectó en 1976 en el río Ébola de la República Democrática del Congo y en Sudán del Sur, transmitido por murciélagos, monos y otros animales salvajes a personas; entre estas se contagian por contacto con los líquidos corporales. El número básico de reproducción es bajo, más que, por ejemplo, el SIDA. No obstante, su extensión desde el Congo a otros lugares vecinos como Liberia, Sierra Leona y Guinea, produjo brotes mayores en 2014 – 16. La enfermedad comienza con fiebre, dolores y vómitos, continúa con fallos renales y hepáticos y finaliza con hemorragias externas e internas. La letalidad es muy alta: entre el 50 y el 90 %; además, en los supervivientes puede persistir el virus. La detección se realiza con PCR – RT (reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa) y la enfermedad se combate con antivirales, aunque también hay vacunas aprobadas y experimentales.

El zikavirus, de genoma ARN, se transmite por la picadura de un mosquito del género Aedes. La enfermedad que produce se conoce desde 1950, proveniente del bosque Zika en Uganda. En 2015 y 2016 empezó una pandemia en Brasil, con 2500 casos y 29 muertes, que se extendió a América del Sur, América Central y el Caribe. La enfermedad se inicia con dolores de cabeza y articulares, fiebre y sarpullido, síntomas que se tratan con paracetamol, pero el peligro está en la relación de la enfermedad con la microcefalia: una mujer portadora del virus puede transmitirlo al feto durante el primer trimestre de embarazo. Por el momento no hay vacuna.

Virus. SARS-CoV

Cuando el bioquímico Wendell Stanley (posteriormente premio Nobel de Química 1946) cristalizó el virus del mosaico del tabaco, se pudo determinar que los virus estaban constituidos por un 95 % de proteínas y un5 % de ácidos nucleicos. Su abundancia es espectacular: son más pequeños que una bacteria y consisten en fragmentos de ADN o ARN envueltos en proteínas. Continúa la discusión sobre si deben considerarse seres vivos o no, Muchos de ellos son peligrosos porque cuando sus proteínas encajan con las de las células de un organismo pueden inocular el ADN o el ARN viral. Estos se copian dentro de la célula y se recubren de proteínas, replicándose tanto que pueden salir de la célula cientos de virus enteros. Los virus libres so capaces de seguir infectando y contagiando otros cuerpos. Pero el organismo invadido tiene defensas: un sistema inmunológico que reconoce el virus por sus proteínas para exterminarlo, a menos que este se defienda con mutaciones.

El SARS-CoV-1, coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave, fue detectado en Cantón (China) en noviembre del 2002. Ocho meses de3spués había infectado a más de ocho mil personas y matado al 10 % de ellas. El SARS-CoV-2, causante de la enfermedad Covid-19 (coronavirus del 2019), apareció en noviembre en Wuhan (China) y en enero estaba por todo el mundo. Se supone que fue transmitido de animales del mercado de Wuhan (murciélagos y serpientes -el pangolín casi descartado-) a personas. El contagio entre personas se realiza mediante la respiración y el contacto. Una sola persona, infectada y asintomática, el super contagiador, puede pasar el virus a un grupo numeroso. La incubación de la enfermedad dura entre 4 y 7 días según unos y entre 2 y 14 según otros, a los que sigue un cuadro de fiebre y dolores parecido al de la gripe, pero con graves complicaciones tales como la neumonía y la insuficiencia respiratoria. El 25 de marzo del 2020, España ya había sobrepasado a China en número de muertos. El Gobierno declara el estado de alarma y ordena el confinamiento nacional. En mayo comienza una desescalada en fases, pero en julio comienza un rebrote que no es tan letal como el brote inicial. A finales de diciembre del 2020 se habían producido unos ochenta millones de contagios en el mundo y un millón ochocientas mil personas muertas. En España, unos dos millones de contagios con más de cincuenta mil muertos. (Obsérvese que en ambos casos la letalidad es algo superior al dos por ciento, pero la letalidad aumenta con la edad, llegando al 20 % en personas con 80 años o más). Como medidas preventivas se recomiendan el lavado con jabón, el distanciamiento social y el uso de mascarillas (que protegen a los demás). Se prevén más brotes futuros, lo que lleva al sentir general de que los gobiernos deberían invertir contra las pandemias como hacen en Defensa o con los bomberos. (Y los políticos, sustituir las descalificaciones por colaboración científica).

El virión tiene una envoltura formada por lípidos (destruible por lavado con jabón o con alcohol) y una sola cadena de ARN con cuatro genes que expresan cuatro proteínas: S, E y M, externas, y N, interna, con el ARN. La espícula de la proteína S se une al receptor ACE2 de la célula y permite la inoculación del genoma del virus. Este ingresa en pulmones, corazón, riñones y tracto digestivo, reduciendo la producción de linfocitos B con la consiguiente disminución de anticuerpos y liberando citoquinas, los factores inflamatorios que conducen al síndrome de dificultad respiratoria aguda. También daña el corazón con miocarditis y placas de ateroma.

La detección del virus se realiza con tres tipos de análisis y por radiología torácica. El análisis más fiable es el de PCR-RT, que requiere varias horas de trabajo y detecta el ARN del virus. En el exudado nasofaríngeo se detectan las proteínas del virus y en el suero sanguíneo los anticuerpos desarrollados; estos dos análisis se hacen con cromatografía en papel y requieren un cuarto de hora de trabajo cada uno. Los tratamientos de los enfermos empleados para combatir el virus son variados: la neumonía se trata con los medios tradicionales; entre los muchos antivirales empleados se prefiere el remdesivir; el interferón beta, que proporciona una puerta falsa ACE2 al virus; los corticoides, especialmente la dexametasona, que tiene un efecto antinflamatorio más fuerte y se administra a enfermos graves; el plasma sanguíneo de enfermos curados inyectado a pacientes; y otros.

La investigación científica ha demostrado su poderío logrando varias vacunas contra el SARS-CoV-2 en un tiempo antes impensable. Ahí está la Sinopharm china, fabricada con coronavirus inactivado que tiene el 79 % de efectividad y puede conservarse en refrigerador. Y la vacuna de Astrazeneca – Universidad de Oxford sintetizada con adenovirus modificado de chimpancé, de una efectividad y facilidad de conservación parecidas a la anterior. Pero las vacunas estrella por el momento son las de BioNTech/Pfizer, conservada a – 75ºC y Moderna, conservada a – 20ºC, ambas con el 95% de efectividad. Katalin Karikó, Drew Weissmann y sus equipos fabricaron nanopartículas con ARN mensajero encapsulado en lípidos para inyectarlo en las personas. El ARNm, protegido y modificado (Moderna es mod RNA) para que no produzca inflamación por respuesta inmune, llega a las células llega a las células dendríticas con instrucciones, genes, para que produzcan la proteína de la espícula viral y se la muestren a los glóbulos blancos del sistema inmune: los linfocitos T activados destruyen las células infectadas y los linfocitos B crean anticuerpos. Las dos vacunas ya están en los brazos de algunas personas.

Ciencia

Investigaciones sobre el universo

La misión china de exploración lunar Chang’e 4 (diosa de la Luna), consistente en el cohete impulsor ‘Larga Marcha’, que transporta un orbitador, un módulo de descenso (alunizador) y un vehículo de exploración (rover), consiguió alunizar en la cara oculta de la Luna por primera vez en la historia en enero del 2019, algo menos de un mes desde el lanzamiento. Lo hizo en el gran cráter producido por el impacto de un meteorito, el llamado von Karman en honor al maestro del científico chino Qian Xuesen. El rover Yutu 2 (conejo de jade) se paseó por el suelo del cráter analizando muestras y evaluando la estructura de los estratos en la medida en que lo permitían las durísimas condiciones ambientales. La misión Chang’e 5, lanzada en noviembre del 2020, incorporaba un módulo de retorno que volvió a la Tierra menos de un mes más tarde con dos kilogramos de rocas lunares. Dicen que tienen compuestos con hierro, titanio y oxígeno (¿ ilmenita, FeTiO3 ?) y trazas de torio.

La Agencia Espacial Europea (ESA) desarrolló, con la colaboración de la Nasa, un ‘Orbitador Solar’ que lanzaron desde Cabo Cañaveral para que realice un mapa magnético del Sol desde órbitas interiores a Mercurio. Con los datos obtenidos se pretende aclarar por qué la corona solar tiene una temperatura del orden del millón de grados mientras que en la superficie del Sol es ‘sólo’ de unos cinco mil. Ya se conocía que en la corona se producen grandes llamaradas, pero ahora se buscan las pequeñas y múltiples fulguraciones que otros llaman nano llamaradas magnéticas. También se quiere estudiar la radiación procedente de la heliosfera interna, la formación del plasma en la corona y la proyección del viento solar, esas partículas elementales portadoras de energía. En su camino hacia la órbita prevista, la sonda fue dando información de la eyecciones solares, así como de los datos registrados al cruzarse con los restos del cometa Atlas.

La ESA continúa preparando dos misiones espaciales: la Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) y el Telescopio Avanzado para Astrofísica de Alta Energía (ATHENA). LISA consta de tres telescopios colocados en triángulo en la posición estable Lagrange L1. Con ellos se pretende detectar las ondas gravitatorias emitidas por sistemas binarios de agujeros negros super masivos que no pueden registrarse con los interferómetros Virgo y LIGO; asimismo, se espera utilizarlos en la búsqueda de exoplanetas que orbiten estrellas enanas blancas dobles. ATHENA, un telescopio de rayos X, se colocará en el punto gravitatoriamente estable L2 para estudiar los fenómenos más calientes y energéticos del Universo: los agujeros negros super masivos que dominan la forma y evolución de las galaxias merced a su extraordinaria fuerza gravitatoria. Además, se espera que el telescopio, cien veces más sensible que los telescopios actuales de rayos X, sirva para evaluar la materia oscura, ese ‘pegamento’ de composición desconocida.

Uno de los experimentos diseñados para detectar las partículas que componen la materia oscura está construido bajo 1400 metros de roca en el Gran Sasso (Abruzos, Italia), se llama XENON1T y consta de una vasija que contiene 3500 kilogramos de xenon líquido y un conjunto de fotomultiplicadores que detectan la emisión de electrones producida en las colisiones de supuestas partículas de materia oscura con los átomos de xenon. Los investigadores observaron un exceso de emisiones sobre las producidas por la radiactividad natural y los rayos cósmicos ¿Podrían deberse a los axiones, unas partículas predichas teóricamente como componentes de la materia oscura y producidas en el Big Bang? En cualquier caso, parecía probable que los axiones provinieran del Sol y, en ningún caso, que se tratase de partículas masivas que interaccionan débilmente (WHIMP, candidatos a formar parte de la materia oscura), aunque podrían ser neutrinos, contaminación de tritio o, simplemente, ruido de fondo.

El telescopio Maxwell de Hawai, primero, y los telescopios ALMA de Atacama (Chile), después, detectaron unas señales en la atmósfera de Venus que un equipo de científicos interpretó como procedentes de moléculas de fosfano (otros lo llaman fosfina). Este compuesto, de fórmula PH3 y olor repugnante, es producido en la Tierra por microbios anaerobios y en procesos industriales. Como estos procesos son impensables en tal atmósfera, surgió la pregunta: ¿hay vida en Venus? En las ciencias llamadas exactas, las conclusiones deben ser ratificadas por investigadores externos, y esto no ha ocurrido. Actualmente se especula con que el aparato de análisis de la longitud de onda registrada no estaba bien calibrado o con que la señal era debida al dióxido de azufre tan abundante en la atmósfera de Venus.

Tecnología

Los científicos chinos se proclaman líderes en tecnología al lograr la comunicación cuántica a una distancia mucho mayor de la lograda hasta ahora; desde el satélite Micius, ubicado a unos 500 kilómetros de altura hasta dos estaciones en tierra separadas por 1120 kilómetros. Se trata de una comunicación entre fotones entrelazados, es decir, en el mismo estado cuántico; esto supone un bit de información por cada pareja de fotones entrelazados y un sistema de transmisión de mensajes. Además, si se observan los fotones se rompe el entrelazamiento, lo que hace invulnerable la comunicación. El logro es decisivo: una red con la que se pueden emitir claves para leer mensajes encriptados indescifrables.

La pandemia multiplicó el uso de Internet, lo que vino muy bien al teletrabajo y mal a la enseñanza, donde se echan en falta las clases presenciales y donde se desea la vuelta de lo analógico. Pero lo digital avanza imparablemente: coches autónomos, diagnóstico y tratamientos médicos, modernización de la industria y más. La Inteligencia Artificial sirve para aumentar las capacidades humanas y para disminuir las necesidades de personal en los trabajos.

Cáncer

Severo Ochoa dijo hace muchos años que si se pudiesen sistematizar todos losd conocimientos que tenemos sobre el cáncer avanzaríamos mucho en su curación. En este año 2020 se han conocido las conclusiones del Proyecto Pan-Cáncer en el que han intervenido 1300 científicos de 70 centros de investigación de 37 países, empleando 13 superordenadores para obtener 650 terabytes de información. Como dice Amparo Tolosa en su artículo ‘Los genomas del cáncer’ el objetivo del proyecto es «descubrir qué cambios en el genoma desencadenan el origen y la propagación del cáncer. Para ello, se estudió el genoma de 38 tipos de cáncer en 3600 personas. Sabemos que en el ADN se producen millones de errores a lo largo de una vida, pero que sólo unas pocas de esas mutaciones conducen al cáncer; en consecuencia, la gran tarea inicial consiste en identificar qué cambios genéticos producen un tumor concreto. Y más: qué mutaciones se detectan antes de la aparición del cáncer, con la complicación adicional de que el genoma de un mismo tipo de cáncer es diferente en dos personas distintas, lo que obliga a hacer tratamientos personalizados. No obstante, el problema se simplifica porque se han identificado una o varias mutaciones directoras y su evolución en cada tipo de cáncer. Estos patrones se pueden detectar décadas antes de que aparezca el tumor. Tolosa cita a Ivo Gut: «Los nuevos hallazgos son clave para el desarrollo de una medicina personalizada».

¡Otros lo ponen más fácil! En un artículo publicado en ‘Annals of Oncology’, investigadores aseguran que han desarrollado el primer análisis de sangre que puede detectar con precisión más de cincuenta tipos de cáncer e identificar en qué tejido se originó, a menudo antes de que haya signos o síntomas clínicos de la enfermedad, analizando los cambios químicos en el ADN llamados metilación. (Esta información ha sido difundida en Internet por ‘redacción médica’).

Premios Nobel

El premio Nobel de Química 2020 lo compartieron Emmanuelle Charpentier (Francia, 1968), doctorada en 1995 por el Instituto Pasteur de París y en la actualidad directora de la Unidad para la Ciencia de los Patógenos en el Max Planck de Berlín, y Jennifer A. Doudna (Washington D.C., 1964), doctorada en 1989 por la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard y profesora de la Universidad de California, Berkeley, «por el desarrollo de un método de edición del genoma». Ellas encontraron un instrumento para rescribir el código de la vida, nada menos. Con las llamadas ‘tijeras genéticas’ se puede cambiar el ADN de animales, plantas y microorganismos con una enorme precisión y en un tiempo de trabajo relativamente corto. Charpentier descubrió en 2011, en la bacteria procariota ‘Streptococcus pyogenes’, muy dañina, una molécula desconocida, el ADNtract, que constituía una parte del sistema inmune de la bacteria. Dicho sistema, llamado CRISPR/Cas, era capaz de escindir el ADN del virus invasor, desarmándolo. Ella y la bioquímica Doudna, en un experimento trascendental desarrollado durante el 2012, demostraron que podían regenerar las tijeras genéticas de la bacteria en tubo de ensayo simplificando los componentes moleculares, cortar una molécula de ADN en un sitio predeterminado y, en consecuencia, rescribir el código de la vida. El proceso en el interior de la bacteria es el siguiente. El virus infecta a la bacteria con su ADN. Si ésta sobrevive a la infección, inserta un trozo del ADN del virus en la sección CRISPR de su genoma. El CRISPR-ADN se copia para formar una molécula larga de ARN-CRISPR. El ARNtract se une al ARN-CRISPR así como la proteína Cas9. La molécula larga se dividirá en piezas pequeñas por la proteína RNase III. Estas pequeñas piezas son las tijeras genéticas que contienen el código del virus. Si la bacteria se vuelve a infectar del mismo virus, las tijeras lo reconocen, lo dividen y lo desarman. Pero, ¿cómo se utiliza este conocimiento para fabricar y usar unas tijeras genéticas? En principio hay que construir artificialmente un ARN que indique dónde hay que cortar el ADN y formar un complejo entre la proteína Cas9 y el ARN guía. El complejo irá obedientemente al sitio de corte y cortará un gen. Si la célula se auto repara después del corte, se recuperará la función del gen, pero si se quiere insertar un nuevo gen o reparar el anterior hay que diseñar una plantilla ADN acorde con el objetivo propuesto. (Las explicaciones de los mecanismos expuestos fueron proporcionadas por la Real Academia Sueca de las Ciencias). La tecnología creada por Champentier y Doudna ha tenido un impacto revolucionario: los científicos son capaces ahora de hacer cambios precisos de un simple par de bases del ADN o de realizar grandes inserciones, tanto para explorar genomas y encontrar la función de los genes, como para eliminar mutaciones asociadas a enfermedades y buscar tratamientos ¡Es ingeniería genética a tope! El investigador español Martínez Mojica encontró en arqueas (procariotas) de las salinas de Santa Pola la repetición de secuencias que eran parte del sistema de defensa de las bacterias arqueas contra los virus y plásmidos. Él inventó el nombre de CRISPR pero no le incluyeron entre las ganadoras del Nobel.

La mitad del premio Nobel de Física 2020 lo ganó Roger Penrose (Colchester, RU, 1931), doctor por la Universidad de Cambridge en 1957 y profesor de la Universidad de Oxford, «por el descubrimiento de que la formación de agujeros negros es un predicción robusta de la teoría general de la relatividad». En su conferencia titulada ‘Agujeros negros, cosmología y singularidades espaciotiempo’ contó cómo fue capaz de demostrar matemáticamente que la teoría general de la relatividad conduce al fenómeno más exótico del Universo, a pesar de que Einstein no creía en los agujeros negros. Además, dijo que estos enormes objetos ocultan un oscuro secreto: una singularidad en la que dejan de cumplirse todas las leyes físicas de la naturaleza. Para Penrose, matemático y filósofo, las matemáticas describen la naturaleza del Universo, gracias a lo cual Einstein desarrolló su teoría general sin necesidad de observaciones experimentales. La demostración de Penrose ha sido considerada la mayor contribución a la teoría de la relatividad.

La otra mitad del premio Nobel de Física lo compartieron Reinhard Genzel (Alemania, 1952), doctor por la Universidad de Bonn, director de Física Extraterrestre en el Instituto Max Planck y profesor en la Universidad de California, Berkeley, y Andrea Ghez (Nueva York,1965), doctora en 1992 por el Caltech y profesora en la Universidad de California, Los Ángeles «por el descubrimiento de u objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia». Se trataba de un agujero negro. Estos astros se forman cuando una estrella de enorme masa colapsa por efecto de su propia gravedad y esta es tan grande que captura todo lo que pasa por su horizonte de sucesos: ni la luz puede escapar del agujero negro. La densidad en su interior es infinita y el tiempo se acaba: es una singularidad. Genzel, Ghez y sus equipos de astrónomos, empleando telescopios y técnicas especiales para mapear con precisión, enfocaron las estrellas de Sagitario A*, situadas en el centro de la Vía Láctea. De sus medidas dedujeron que un objeto invisible, sin luz, impulsaba esas estrellas a su alrededor con una fuerza que debería provenir de un astro que tuviera una masa equivalente a la de cuatro millones de soles y un volumen no mayor que nuestro sistema solar. Después de este memorable descubrimiento, los científicos siguen investigando otros posibles agujeros negros, especulando sobre su estructura interna y ensayando la teoría de la gravedad en las inmediaciones del monstruo.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 2020 lo compartieron Harvey J. Alter (Nueva Y0rk, 1935), médico internista de National Institutes of Health, Michael Hougton (GB, 1949), doctor por el King’s College de Londres en 1977 y profesor de Virología de la Universidad de Alberta, Canadá, y Charles M. Rice (Sacramento, EEUU, 1952), doctor por el Caltech en 1981 y profesor en la Universidad Rockefeller «por el descubrimiento del virus de hepatitis C». La hepatitis, inflamación del hígado, se produce por infección viral, pero también son causas importantes el alcoholismo, las toxinas ambientales y los procesos auto inmunes. En los años cuarenta se supo que la hepatitis A, de ciclo corto en el paciente, se transmite por el agua o alimentos infectados. Baruch Bloomberg descubrió en los años sesenta descubrió el virus de la hepatitis B, por lo que recibió el premio Nobel en 1976. Este segundo tipo se transmite por la sangre, puede permanecer latente durante años y manifestarse como una enfermedad crónica produciendo cirrosis y cáncer de hígado. Más tarde, Harvey J. Alter realizando conteos de transfusiones de sangre, dedujo que había más infecciones de hepatitis de las debidas a los virus A y B. Michael Houghton y su equipo identificaron, tras una búsqueda larga y minuciosa, fragmentos de ADN vírico en el suero de pacientes que podían pertenecer al virus de la hepatitis C transmitido por la sangre. Y Charles M. Rice demostró que el nuevo virus era capaz, solo, sin intermediarios, de producir hepatitis C. Posteriormente, se han encontrado otros tipos de virus que dan lugar a hepatitis denominadas D, E, F y G, quizá menos extendidas y frecuentes que no impiden el optimismo de los virólogos de lograr la erradicación de la enfermedad, aunque el problema es gordo: la OMS estimó en 71 millones el número de personas infectadas de hepatitis C el año 2019. La infección se previene evitando contactos que impliquen sangre. La detección del virus se realiza mediante el análisis de anticuerpos en sangre y del ARN en suero con PCR, Y la hepatitis crónica, que puede degenerar en muerte por cirrosis, insuficiencia hepática o cáncer, se combate con antivirales, como el sfosbuvir y otros, un tratamiento carísimo hoy en día.

El premio Nobel de Literatura 2020 lo recibió la poetisa Louise Gluck (Nueva York, 1943) «por su inconfundible voz poética que con austera belleza universaliza la existencia individual». En su conferencia rememoró a Emily Dickinson: » ¡No soy nadie! ¿Quién eres tú? / ¿Tú también eres nadie? / Luego estamos dos, ¡no lo digas! / Nos desterrarán, ya sabes». Y recordó al niño negro de William Blake: «Yo soy negro, pero ¡oh! mi alma es blanca / Blanco como un ángel es el niño inglés / pero yo soy negro, como desprovisto de luz». Por su obra más importante, ‘El Iris Salvaje’ ganó el premio Pulitzer en 1993).

El premio Nobel de la Paz 2020 fue otorgado al Programa Mundial de Alimentos (PMA) «por sus esfuerzos para combatir el hambre, por su contribución a mejorar las condiciones para la paz en las zonas afectadas por conflictos y como motor de los esfuerzos para prevenir el uso del hambre como arma de guerra y conflicto». La organización se encarga de cumplir uno de los objetivos del Desarrollo Sostenible de la ONU: la erradicación del hambre, ¡y en el año 2019 ciento treinta y cinco millones de personas padecían hambre aguda por causa de las guerras! Para ello, el PMA cuenta con barcos, aviones y camiones para transportar los alimentos; pero el restaurador español José Andrés, implicado en el proceso, dice que el mayor mérito lo tienen los voluntarios de a pie. Ahora, con la pandemia del covid-19 los problemas se agudizan: la organización dice que mientras llegan las vacunas, la mejor vacuna es el alimento.

El premio nobel de Ciencias Económicas 2020 lo compartieron Paul R. Milgrom (Detroit, EEUU, 1948), profesor de la Universidad de Stanford, y Robert B. Wilson (Ginebra, EEUU, 1937), profesor emérito de la Universidad de Stanford «por las mejoras en la teoría de las subastas y los inventos de nuevos formatos de subastas». Las aplicaciones prácticas de sus teorías, basadas en la búsqueda, por parte de los licitadores, de información propia y ajena, esto es, conocer el valor privado y el valor común, y no sólo vender al mejor postor y comprar la oferta más barata se han extendido por el mundo: ofertas en Internet, licencias de radio y televisión, emisiones de dióxido de carbono, activos financieros y precio de la electricidad.

Sociedad

Juan Carlos I se va de España. Aquel príncipe rubio, alto y tímido que llegó de Italia. Aquel joven que se saltó la sucesión por delegación de Franco. que se benefició del apoyo a la monarquía del centro derecha con Suárez y del Partido Comunista con Carrillo, que logró el favor popular tras su dubitativa desautorización del golpe de Estado de los militares. Aquel rey que se metió en todos los líos: accidentes con roturas, amantes ocultas y notorias,partidas de caza africanas, consentimiento de los negocios del yerno corrupto, regalos saudíes, fortunas en paraísos fiscales…¿Volverá?

Donald Trump niega tozudamente, en un intento de destruir las reglas democráticas, haber perdido la presidencia de Estados Unidos, pese a que el tándem Biden – Harris obtuvo unos siete millones de votos populares más y una ventaja de 302 a 232 en votos electorales. A Trump le fue bien la economía al principio de su mandato, pero pronto tuvo que pasar los malos tragos de su colaboración con Rusia para hacerse con la presidencia y del intento de destitución por abuso de poder. Después llegó la pandemia y sus determinaciones acientíficas dramáticas, con la minusvaloración del peligro y la falta de medidas de protección, por eso Estados Unidos es la nación con más muertos por covid-19 del mundo. Bajo su mandato aumentaron los conflictos raciales: la fotografía de un agente hierático aplastando con la rodilla el cuello del negro George Floyd hasta matarlo produjo manifestaciones internacionales antirracistas del movimiento ‘Black Lives Matter’. Con Trump, Estados Unidos pasó de una economía boyante, su gran baza, a una economía en crisis, y perdió. Con el racista y xenófobo Trump de las vallas o murallas y de las mentiras cotidianas no sólo perdieron lo supremacistas blancos estadounidenses, también perderán apoyo los nacionalismos populistas.

La guerra entre Armenia y Azerbaiyán se desarrolla en el Alto Karabaj, una región situada dentro del territorio azerí con gran mayoría de población armenia y unida a Armenia por un corredor terrestre. Azerbaiyán, rica en petróleo, es apoyada por Turquía, pero Rusia ha decretado un alto el fuego tras unos miles de muertos de cada bando.

Culminación del Brexit: el Reino Unido se separa de la Unión Europea tras 47 años en una demostración de que la antigua xenofobia imperialista victoriana no ha desaparecido. Pero sí lo ha hecho Trump, su valedor.

El ‘president’ de la ‘Generalitat’ catalana, Quim Torra, ha sido inhabilitado por no cumplir las leyes electorales, pero el problema de fondo es que «los señoritos supremacistas independentistas» catalanes «dicen pedir el derecho de autodeterminación cuando lo que piden es el derecho al secesionismo». Son citas de dos renombrados escritores españoles.

Fallece el escritor Juan Marsé Carbó (1933-2020), premio Cervantes 2008. Sus novelas están construidas sobre la dualidad política y social de ricos y charnegos en Barcelona. También fallecieron: Li Wenliang, el médico que dio la voz de alarma por el coronavirus y murió infectado tratando pacientes; Kobe Bryan, el extraordinario jugador de baloncesto ‘hermano’ de Pau Gasol, en accidente de helicóptero junto a su hija y otras personas; Diego Armando Maradona, mítico futbolista y controvertido personaje, dios en Argentina y Nápoles.

Et Vale.

2019. SOCIEDAD, CIENCIA Y PREMIOS NOBEL ¿FUTURO?

¿Sociedad en crisis?

¡Manifestaciones populares violentas con llamamientos y coordinación digital! En Ecuador, por la carestía del combustible. En Chile, por la carestía del metro y por la desigualdad. En Hong Kong, con paraguas por la democracia. En Francia, huelgas con chalecos amarillos. En Cataluña, mil contenedores urbanos quemados por la independencia.

¡Nacionalismos y estados de guerra! Golpe de Estado en Bolivia contra el presidente Evo Morales, que huye a México y luego a Argentina. En Venezuela sigue el golpe de Guaidó contra Maduro. En Iraq, guerra, manifestaciones y muchos muertos. En Afganistán se producen más muertes que en la guerra abierta de Siria. Nacionalismos excluyentes en Brasil, Turquía, India, Hungría y Cataluña. El gobierno chino segrega y persigue a los musulmanes iugures. Todos en la órbita del presidente (¿emperador?) Trump, quien apoya a Netanyahu en su contra al reconocimiento de los Estados palestino e israelí y, en colaboración con el presidente (¿dictador?) Putin, favorece el Brexit y pretende el desmantelamiento de la Unión Europea.

En España: El cadáver de Franco es evacuado de su Valle de los Caídos. Convocadas dos elecciones generales en abril y noviembre: en la segunda ocasión, los dos partidos de izquierdas se coaligan y forman un gobierno apoyado por los partidos independentistas, algo que pudieron hacer en abril, cuando tenían más votos ¡Lástima de políticos! ¿No estarían mejor trabajando en la carretera? Tiene lugar el juicio a los líderes independentistas catalanes no fugitivos: se les condena a penas entre nueve y trece años de cárcel por sedición y malversación, no por rebelión. En Madrid se celebra la cumbre del clima,a la que no asisten los mayores contaminadores: EEUU, China e India, por lo que no pudo tener resultados verdaderamente positivos. Ángela Merkel declaró que el actual cambio climático lo está produciendo la Humanidad (¿Lo oiría Trump, que niega la existencia de tal cambio?) Tras los juicios de las ‘manadas’ violadoras, se produce una huelga feminista que sirvió de ejemplo mundial.

Ciencia

Margarita Salas, bioquímica, falleció en Madrid a los ochenta años de edad. Ella y su marido, Eladio Viñuela, compañero de curso, fueron discípulos de Sols y asistentes de Severo Ochoa en EEUU. De vuelta a España prosiguieron sus investigaciones y esfuerzos para la creación del Centro de Biología Molecular. Fallecido Eladio en 1999, Margarita prosiguió con los estudios sobre genética, que plasmó en publicaciones y patentes, creando escuela y alcanzando posiciones destacadas en la ciencia española actual. El que esto escribe recuerda a Margarita y a su hermana Marisa de aquellos años de la ahora llamada Universidad Complutense.

Eduardo Punset, licenciado en Derecho y en Económicas, falleció en Barcelona a los ochenta y dos años de edad. Fue comunista en principio, consejero de Economía con Tarradellas, ministro con Adolfo Suárez y diputado en las Cortes y en el Parlamento Europeo. Escribió obras de divulgación científica y como presentador del programa de televisión ‘Redes’entrevistó a numerosas figuras estelares de la ciencia, tales como Susskind, Tegmark, Dawkins, Margulis…

En el 2019 también fallecieron: El sudafricano Sydney Brenner, de noventa y dos años de edad, premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2002, biólogo molecular que trbajó en la genética del desarrollo utilizando el nemátodo C. Elegans de un milímetro de longitud. El estadounidense Murray Gel-Mann, de ochenta y nueve años, premio Nobel de Física en 1969, considerado el padre de la cromodinámica cuántica que bautizó a las más escondidas partículas elementales con el nombre de quarks. El bioquímico estadounidense Kary Mullis, de setenta y cuatro años, premio Nobel de Química en 1993, inventor de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) que supuso una revolución en la obtención de copias y en el estudio de fragmentos de ADN.

Karen Uhlenbeck está felizmente viva a sus setenta y siete años, fecha en la que la Academia Noruega le ha concedido el premio Abel de matemáticas por su trabajo sobre superficies mínimas en burbujas de jabón empleando derivadas parciales geométricas, un esotérico tema que tiene aplicación en estudios topológicos de varias dimensiones. El feminismo sigue adelante.

También avanza la bioquímica. Con las tijeras moleculares ‘crisper’ se pueden mejorar cultivos, dotando a las plantas de nuevas defensas y propiedades alimenticias, mejoras que rechazan muchas personas por miedo a la trascendencia de las modificaciones genéticas, algo que no ha sido demostrado en ningún caso. Norman Borlaug, ingeniero agrónomo y genetista, premio Nobel de la Paz en 1970, apoyado por otros cien premiados, dijo que «los ecologistas rechazan los transgénicos porque tienen la panza llena». Una polémica de mayor calado es la relativa a la modificación genética de embriones humanos: el bioquímico chino He Jiankui cambió el gen receptor del virus del sida (VIH) a una pareja de gemelas, esta operación no curó de nada a las niñas, las protege de la enfermedad, pero parece ser que tienen otras mutaciones indeseadas que heredarán sus descendientes. La operación ha tenido también consecuencias para He: tres años de cárcel y multa millonaria. Pero, ¿aumentarán la investigación y las intervenciones? El químico californiano David Liu, de origen taiwanés, anunció un nuevo procedimiento para editar genomas con una variante en la proteína de las tijeras ‘crisper’ con las que dice evitar mutaciones y con las que espera conseguir la corrección de más expresiones de enfermedades. Por otra parte, el biólogo hellinense Izpisúa ha creado embriones artificiales llamados ‘blastoides’ a partir de células de la oreja de ratón: los emplea para investigar sobre enfermedades y fármacos y, en un futuro, para obtener ‘organoides’ para trasplantes. Con este procedimiento evita el empleo y destrucción de embriones naturales, sean humanos o no.

Nuevos pasos en el conocimiento del cosmos. Por vez primera ha sido fotografiado el brillo del horizonte de sucesos de un agujero negro y su sombra: está en la galaxia Messier 87, a 55 millones de años luz de la Tierra. Lo ha detectado una red de ocho radiotelescopios sincronizados: se trata de un monstruo seis mil quinientas veces más masivo que el Sol. Además, el detector LIGO ha medido la fusión de dos estrellas de neutrones en un agujero negro. Por otra parte, China ha logrado que un satélite, robot incluido, aluni e en el cráter Aitken de la cara oculta de la Luna. Según los astrónomos chinos, el impacto que creó el cráter fue tan fuerte que en su superficie hay materiales aflorados del manto lunar. No obstante a estos y otros avances, la ignorancia sobre el cosmos sigue siendo impensable. Existe un proyecto de construcción de un colisionador de protones de cien kilómetros de circunferencia conectado con el LHC (de veintisiete kilómetros y siete veces menos potente) que estaría completado hacia el año 2040. De él e espera que proporcione datos sobre la composición de la materia (¿nuevas partículas elementales?) y de la materia oscura.

Premios Nobel

El premio Nobel de Física 2019 fue adjudicado a tres investigadores «por sus contribuciones a la comprensión a la evolución del Universo y a la situación de la Tierra en el cosmos». La mitad del premio le correspondió a James Pleebes (Winnipeg, Canadá, 1935) «por sus descubrimientos teóricos en cosmología», y la otra mitad se la repartieron entre Michel Mayor (Lausana, Suiza, 1942) y Didier Queloz (Ginebra, Suiza, 1966) «por el descubrimiento de un exoplaneta que orbita alrededor de una estrella del tipo del Sol». El profesor Peebles, cosmólogo teórico que detenta la cátedra ‘Albert Einstein’ de la Universidad de Princeton, predijo la radiación del fondo de microondas y explicó teóricamente la evolución del Universo, partiendo de un Big Bang extremadamente caliente y llegando a un estado actual con sólo un 5 % de materia visible y un 95 % de las desconocidas materia y energía oscuras. Los profesores Mayor y Queloz, de la Universidad de Ginebra, descubrieron, en 1995, el primer planeta situado fuera del sistema solar nombrado 51 Pegasi b, similar a Júpiter. Después de ellos, y con ellos, la revolución: se han descubierto unos 3700 exoplanetas, algunos de características similares a la Tierra pero que orbitan alrededor de enanas rojas y no de estrellas del tipo Sol. El telescopio Kepler ha confirmado que muchos de estos planetas están situados a menos de veinte años luz del sistema solar; por ejemplo, los planetas b y c de la enana roja Teegarden, situada a unos 12 años luz de nosotros, están ubicados en la zona habitable y pueden tener agua. Los astrónomos quieren más. El satélite TESS de la NASA y el CHEOPS de la ESA, dirigido por Queloz, sustituirán al Kepler y se dedicarán a la búsqueda de planetas habitables utilizando métodos de medida de la composición de la atmósfera.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 2019 lo compartieron William Kaelin (Nueva York, 1957) oncólogo, investigador del Howard Hughes Medical Institute, Sir Peter Ratcliffe (Lancanshire, RU, 1954) nefrólogo, catedrático de la Universidad de Oxford, y Gregg Semenza (Nueva York, 1956) catedrático de la Universidad John Hopkins «por sus descubrimientos sobre cómo las células sienten y se adaptan a la disponibilidad de oxígeno». El oxígeno es necesario para transformar el alimento en energía, pero cómo se adaptan las células a los cambios de los niveles de oxígeno? Otto Warburg (premio Nobel 1931) reveló que la conversión de los alimentos en energía era un proceso enzimático y Corneille (Heymans (Nobel 1938) demostró que el cuerpo carotídeo (glomus, adyacente a las arterias carótidas) está formado por células que detectan el nivel de oxígeno y regulan, en comunicación con el cerebro, la velocidad de la respiración. También se supo que la hormona EPO (eritropoietina) aumenta en concentración como respuesta a la hipoxia (déficit de oxígeno) con lo que se incrementa la producción de células rojas. Después, Semenza y Ratcliffe demostraron que el mecanismo de regulación de EPO era general para muchos tipos de células, no sólo para las del riñón, que es donde normalmente se produce la hormona. Para ello, identificaron los genes que codificaban a los factores de transcripción HIF (factor inducible por hipoxia) y ARNt (ácido ribonucleico de transferencia) y establecieron que, cuando los niveles de oxígeno son bajos, se protege al HIF de la degradación acumulándolo en el núcleo celular, donde se asocia al ARNt y se une a la secuencia específica del ADN en el lugar donde están los genes reguladores de la hipoxia. Por el contrario, cuando los niveles de oxígeno son normales, el HIF es degradado en el proteosoma con la ayuda del oxígeno, que forma grupos OH en el HIF marcado con ubiquitina. Kaelin demostró que el síndrome hereditario del riesgo a contraer algunos tipos de cáncer se debe a la escsez del gen VHL. Este gen es parte de un complejo que marca proteínas con ubiquitina para su degradación en el proteosoma: el VHL interactúa con el HIF para su degradación a niveles normales de oxígeno. El mecanismo de la regulación de oxígeno establecido por los tres premiados es de gran importancia en fisiología, tanto en el metabolismo como en la respuesta inmune o en la capacidad de adaptarse al ejercicio físico. Por ejemplo, clarifica cómo se adapta el metabolismo celular a las bajas concentraciones de oxígeno en el ejercicio muscular intenso. En los tumores, se encarga de que se estimule la formación de vasos sanguíneos, con la consiguiente proliferación de células cancerígenas; se están investigando medicamentos para paliar este problema.

El premio Nobel de Química 2019 lo compartieron John Goodenough (Jena, Alemania, 1922) de la Universidad de Texas en Austin, M. Stanley Whittingham (Nottingham, RU, 1941) profesor de la Universidad de Binghamton en Nueva York, y Akira Yoshino (Suita, Japón, 1948) profesor de la Universidad de Meiio en Nagoya «por el desarrollo de las baterías de ion litio». En 1970, durante la crisis del petróleo, Whittingham construyó una batería con un electrodo de disulfuro de titanio, un material con huecos moleculares en los que se pueden intercalar iones litio, y el otro electrodo lo hizo con litio metálico: obtuvo dos voltios, pero también explosiones debidas a la reactividad del litio. En 1980, Goodenough, sustituyendo el disulfuro por óxido de cobalto con iones litio obtuvo 4 voltios. En 1985, Yoshino fabricó la primera batería utilizable: intercaló iones litio en coque de petróleo, un producto del craqueo, y obtuvo una batería de 4 voltios que podía recargarse cientos de veces sin deteriorarse; no la comercializaron hasta 1991. Hoy en día están a la venta muchos modelos de baterías de iones litio de las que se exponen sus prestaciones pero no sus tripas. En general, no se basan en reacciones químicas, sino en iones litio que fluyen entre electrodos. Son ligeras, recargables y potentes y se emplean en teléfonos móviles, computadoras portátiles y vehículos eléctricos, pueden almacenar cantidades significativas de energías solar y eólica y hacer posible una sociedad libre de combustibles fósiles.

El premio Nobel de Literatura 2018, que quedó vacante por causas ‘administrativas’ anteriormente descritas, se le asignó a Olga Tokarczuk (Polonia, 1962) «por su imaginación para narrar con pasión enciclopédica el traspaso de límites como forma d vida». Una de sus novelas, que está traducida al español con el título ‘Sobre los Huesos de los Muertos’ relata, con formato de novela negra, el descubrimiento de cadáveres de cazadores ¿producto de la venganza de los animales?

El premio Nobel de Literatura 2019 le correspondió a Peter Handke (Austria, 1942) «por un influyente trabajo que, con ingenuidad lingüística, explora la periferia y la especificidad de la experiencia humana». Handke defendió a Serbia en la guerra contra Bosnia y se mostró en contra del bombardeo a que fue sometida por la OTAN para evitar la invasión de Kosovo. Tras al guerra, se mostró partidario de Milosevic, encarcelado en La Haya acusado del genocidio de militares bosnios en Srebrenica. Escritores y organizaciones internacionales lamentaron la concesión y pidieron que le fuese retirado el premio.

El premio Nobel de la Paz 2019 le fue concedido al primer ministro etíope Abiy Ahmed Ali, nacido en 1976, «por sus esfuerzos para lograr la paz y la cooperación internacional, y en particular por su determinante iniciativa para resolver el conflicto fronterizo con la vecina Eritrea». De religión protestante, ingeniero informático y teniente coronel del ejército, liberó presos políticos, favoreció el retorno de exiliados, abolió el estado de emergencia en un país con fuertes divisiones étnicas, legalizó grupos opositores y nombró mujeres ministras. Una revolución democrática. El Comité del Nobel cree que Ahmed Ali merece reconocimiento y necesita apoyo.

El premio Nobel de Ciencias Económicas 2019 lo compartieron Abhijit Banerjee (India, 1961) profesor de economía en el MIT de Cambrige, EEUU, Esther Duflo (París,1972) también profesora en el MIT, y Michael Kremer (Nueva York, 1964) profesor de la Universidad de Harvard «por su intento experimental de aliviar la pobreza global». Estimaron que la mitad de los niños del mundo dejan la escuela sin tener suficientes conocimientos literarios y numéricos, y que millones de niños menores de cinco años mueren de enfermedades que podrían haberse curado con tratamientos baratos. En consecuencia, los premiados se dedicaron a problemas sencillos y precisos con experimentos específicos en escenarios tales como India o Kenia. Los objetivos: preservar la salud infantil con vacunaciones y mejorar los resultados escolares.

¿Futuro?

¿Es la crisis de la sociedad la crisis de la democracia? ¿Es la crisis de la democracia la crisis del capitalismo liberal? De acuerdo con la teoría de Adam Smith, los beneficios deben reinvertirse para aumentar la producción, lo que conduciría, hoy lo sabemos, al colapso ecológico. Pero si buena parte de los beneficios van a engrosar los capitales privados, la distancia entre pobres y ricos se hace enorme: dicen que en nuestros días «las cien personas más ricas poseen más que los cuatro mil millones más pobres». Este es el caos económico que trató de evitar el comunismo con la planificación; no lo consiguió, pero nos legó los servicios públicos de la sanidad y la educación.

El último acelerón de la Ciencia y la Tecnología llegó con los algoritmos y la inteligencia artificial (IA). Según una definición refundida, «un algoritmo es un conjunto de reglas que, aplicado sistemáticamente a unos datos de entrada apropiados, resuelven un problema, realizan un cómputo, procesan datos o llevan a cabo tareas o actividades en un número finito de pasos». El algoritmo puede ser una función matemática que transforme los datos de un problema (entrada) en los datos de una solución (salida). Los datos se representan como secuencias de bits, que son números del sistema decimal traducidos al sistema binario (por ejemplo, el número cinco se representa por 101 y el 13 por 1101). Así, el algoritmo ajusta los datos a una función, si la función puede computarse se dice que es calculable.

Las máquinas computadoras, utilizando algoritmos, constituyen sistemas IA que pueden resolver problemas particulares y que incluso son capaces de superar el test de Turing, esto es, ser indistinguibles de los humanos. La IA ha entrado en la vida social como un huracán reformador. En la sanidad se ha mostrado capaz de sustituir, e incluso mejorar, el diagnóstico de las enfermedades y la dispensa de fármacos, pero no puede, todavía, hacer la labor de las asistencias sanitarias. En la educación, con la IA es posible atender las necesidades individuales de los alumnos y, en la enseñanza, es posible cursar carreras con una mínima atención presencial. En las fábricas, los robots industriales con IA automatizan los procesos de fabricación. En las finanzas, la IBM Watson, dicen, «realiza gran parte de las operaciones de Wall Street». Y por ahí circulan automóviles sin conductor. Otros sistemas con algoritmos de aprendizaje automático son capaces de derrotar a Deep Purple, la máquina que venció al campeón del mundo de ajedrez, Garri Kaspárov.

Todas las aplicaciones de la IA mencionadas, y otras más, y con mayor efecto si se añade la capacidad de impresión 3D, implican la eliminación masiva de empleos, una debacle global de la sociedad con la aparición de una clase inútil y prescindible. No obstante, es de esperar la creación de nuevos empleos como la de servidores de las máquinas y, sobre todo, los derivados de las creaciones originales de los científicos y tecnólogos. Si estas opciones no bastan, habrá que procurar a los ociosos una vida como la de los jubilados españoles: un salario suficiente, ver obras y deportes, cuidar familiares necesitados o escribir blogs como este ¡Y cuidémonos de la dictadura digital y de las ciberguerras!

2018. Extensiones cuánticas y la insensatez

El 8 de mayo hubo manifestaciones multitudinarias feministas en España y en el mundo: no sólo en Francia, Italia, México o Argentina, sino también ¡en Turquía! En Mosul (Iraq) recién liberado del EI, trescientas mujeres corren un maratón reivindicativo. Todas protestan contra la violencia de sexo y la desigualdad de salarios, aunque hay hombres que temen que algunas pretendan sustituir el machismo por feminismo. En todo caso, la revolución (mejor sin erre) está en marcha. Mientras tanto, en Arabia Saudí permiten que unas cuantas mujeres conduzcan automóviles, pero, eso sí, vestidas como tradicionales monjas españolas.

Cincuenta años después de la revolución de mayo de 1968 en París, en la que se gritaba ‘la imaginación al poder’, surge la revuelta sabatina de los chalecos amarillos en contra de las subidas de precios autorizadas por el gobierno del presidente Macron. Se ha pasado de forzar el cambio de la ideología política a la defensa del poder adquisitivo.

Dos emperadores poderosos se consolidan en la política mundial: el chino Xi Jinping, de 64 años de edad, sin límite a su mandato, y el ruso Vladímir Putin, de 65 años, que ha pasado de obtener el 54,3 % de votos favorables en el año 2000 a los 76,7 % del presente 2018. Y se consolida un nacionalista xenófobo, el presidente húngaro Viktor Orbán, de 54 años, que obtiene la mayoría absoluta y se manifiesta en contra de la política migratoria de la UE.

Dos expresidentes encarcelados por corrupción: Luiz Inácio Lula da Silva, de 72 años de edad, que fue presidente de Brasil entre 1903 y 1911, condenado a 12 años de prisión pese a sus declaraciones de inocencia. Park Geun-hye, nacida en 1952, presidenta de Corea del Sur 2013-2018 e hija del también presidente Park entre 1961 y 1979, condenada a 24 años de prisión y multa millonaria.

En España se celebra una moción de censura contra el Gobierno del Partido Popular por los casos de corrupción político económica de miembros del partido juzgados y sentenciados. El socialista Pedro Sánchez, secretario general del PSOE, ganador de la moción, consigue la presidencia del Gobierno. Meses antes, ETA, la organización separatista y terrorista vasca, había anunciado su decisión de disolverse. Otegui, secretario general de Bildu, el partido que apoyaba a ETA, dijo que viajaría a Cataluña a aprender tácticas políticas de secesión.

En el bicentenario del nacimiento de Karl Marx recordamos dos opiniones sobre el filósofo, economista y político. De Kurt Vonnegut: “Marx dijo que la religión es el opio del pueblo, cuando el opio y sus derivados son los únicos calmantes eficaces. El propio Marx los tomó. Con esa frase constataba, no condenaba, el hecho de que la religión también podía reconfortar a los desfavorecidos”. De Bertrand Russell: “Marx tenía un pensamiento confuso e inspirado por el odio. El concepto de plusvalía estaba calculado para que surgiera la cólera entre los asalariados”. “Que el materialismo dialéctico rige la historia humana es pura mitología”. “Las teorías marxistas empeoraron con Lenin y Stalin”.

Óbitos literarios y científico

Desaparecen dos premios Cervantes. El escritor mexicano de novelas, cuentos y ensayos y traductor (del inglés, italiano, ruso, chino, polaco y húngaro al español) Sergio Pitol (Puebla, 1933 – Xalapa, 2018), premiado en el 2005. Y el chileno Nicanor Parra, premiado en el 2011, que ha muerto a los 103 años de edad (¿duró tanto por su adicción al ácido ascórbico?). Nicanor fue un ‘antipoeta’, primero, y un ‘ecopoeta’, después, que se ganaba la vida como profesor de Mecánica Racional, una asignatura físico matemática, en la Universidad de Chile. Defendió “La poesía de la naturaleza / La poesía de la plaza pública / La poesía de la protesta social” y mantuvo su credo político durante la dictadura del general Pinochet, diciendo que era “Más dadaísta que anarquista / Más anarquista que socialdemócrata / Más socialdemócrata que estalinista”. De una familia de nueve hermanos, con dos cantautores, Violeta y Roberto, y padre de seis hijos, se despidió de nosotros esperando “que seamos buenos haciendo paz”.

En 2018 mueren en Nueva York dos grandes de las letras estadounidenses: Tom Wolfe, a los 88 años de edad, y Philip Roth, a los 85. Tom Wolfe, el dandi vestido de blanco, denominó e hizo ‘nuevo periodismo’ con los artículos de investigación derivados del ‘boom’ hispanoamericano de Gabo y compañía, criticando hasta la sangre a la sociedad ‘chic’ yanqui. Entró, con trabajos de mayor extensión como ‘Ponche de Ácido Lisérgico’, en el mundo de la contracultura, estudiando todo tipo de drogas: LSD, psilocibina, mescalina, peyote, súper anfetamina, ditrán, semillas de don diego de día, dexedrina, benzedrina, metedrina (speed), dimetil triptamina, nembutal y simplemente maría; y habló de los grandes colocados: Mahoma, Zoroastro y Saulo. Para la escritura de sus novelas desplegaba a su equipo informativo sobre el lugar y sociedad elegido y, sobre esa base, inventaba una trama con la que ejercía un juicio generalmente inmisericorde. Así, en su novela más famosa por haber sido llevada al cine con gran éxito ‘La Hoguera de las Vanidades’, enjuicia a Nueva York. En ‘Todo un Hombre’, a Atlanta y sus luchas entre razas. En ‘Soy Charlotte Simmons’ a la universidad estadounidense, con sus rap, chulazos, guais, borracheras, marijuana, coca, vodka naranja, baloncesto, privilegiados deportistas de élite…(la traducción del argot universitario al putañés español debió suponer un gran esfuerzo). En su última novela, ‘Bloody Miami’, el título lo dice todo; por ejemplo: “Un logoterapeuta trata a sus pacientes con palabras – ego, id, superego, complejos – son los extorsionistas más hábiles del mundo”; “No soy más que un átomo azaroso dentro de ese súper acelerador de partículas que es el universo”.

Philip Roth, ateo de origen judío, premiado en el 2012 con el Príncipe de Asturias de las Letras, fue autor de numerosas novelas en las que practica el disparo directo. Así, en ‘La Pandilla’, publicada en 1971, ejecuta a ‘Tricky’ Nixon: “En el infierno intenta sustituir al demonio, partidario del ‘statu quo’, y establecer un infierno nuevo, con nuevas mentiras y nueva hipocresía. Expone como méritos: no fui remiso en aumentar la mortandad y carnicería en Vietnam, Laos y Camboya ni en llevar a la ruina a mi país”. En ‘Lección de Anatomía’ (1983) y ‘La Orgía de Praga’ (1985) define: “estás solo por completo y la empresa es prácticamente imposible (eso) es escribir”; cita “el horrendo Antiguo Testamento (que dice) ojo por ojo y diente por diente…no perdones jamás”; y “cede al ansia de magia médica e irás a parar a los confines de la estupidez humana”. En ‘Patrimonio, una historia verdadera’ (1991) recuerda a “Bush y su jefe, el pistolero Reagan ¿Sabes lo que aprendió en ocho años? A quedarse dormido y saludar. Es el mejor saludador del país”; y “el superviviente (del Holocausto) que más me impresionó fue el escritor italiano Primo Levi. Llegamos a hacernos amigos íntimos”. En el ‘Teatro de Sabath’ (1995), con el que ganó el National Book Award, escribe: “Para los rabinos, una sola irregularidad basta para que quede excluido. Las cabras, que rumian pero no tienen la pezuña hendida; el cerdo tiene pezuñas hendidas pero no rumia; el conejo rumia pero no tiene pezuñas hendidas…”; y “¡Un dios que ordena que te cortes el prepucio…ese dios vengativo, furioso, ese cabrón que envía castigos!”. En ‘Pastoral Americana’, drama bucólico con el que ganó el premio Pulitzer 1998, escribe: “El día de Acción de Gracias, veinticuatro horas de moratoria entre judíos, protestantes, católicos…pavo para todos”; y recuerda a “Charles Lindberg, prohitleriano; Mac Carthy, el Goebbels de Wisconsin; Hearst, fascista, chorizo codicioso”. En ‘Elegía’ (2006) se rinde: “La vejez no es una batalla, es una masacre”.

A los 76 años de edad muere Stephen Hawking, casi medio siglo después de lo previsto. En su larga e impedida vida escribió muchos artículos científicos y recibió muchas distinciones, pero no el premio Nobel porque no se concede si no hay aplicaciones prácticas subsiguientes. En sus libros de divulgación y en conferencias y entrevistas dejó constancia abundante de sus ideas y preferencias. En el librito ‘Agujeros negros y pequeños universos’ dejó escrito: “En 1974 hice mi descubrimiento más sorprendente: ¡Los agujeros negros no son completamente negros! La posición de una partícula en un agujero negro está completamente determinada, por lo que su velocidad no puede serlo y sobrepasar la velocidad de la luz y escapar. Pero si el agujero negro es muy grande tardaría mucho, más allá de la vida del universo”. Una interpretación demasiado especulativa que se matizó con la intervención de partículas virtuales. Hawking habló de la existencia de pequeños agujeros negros que podían consumirse, aunque algunos científicos opinan que no sobrevivieron al Big Bang. En el mismo librito se puede leer: “La teoría de la relatividad dice que el espacio y el tiempo pueden ser curvados y distorsionados por la materia y la energía del universo. El tiempo, modulado por el universo, tiene su comienzo en una singularidad. No hay un antes del BB”. En su opinión: “Tiempo y espacio son finitos en extensión pero carecen de fronteras y límite alguno. No habría singularidades. Así comenzaría el universo, pero ignoro por qué comenzó”. Bajando a la cotidianeidad, recordemos una entrevista que hicieron a Hawking en la BBC en la que le preguntaron por los discos que se llevaría a una isla desierta y eligió: el cuarteto de cuerda op.132 de Beethoven, la Walkyria, los Beetles, el Requiem de Mozart, Turandot de Puccini y ‘je ne regrette rien’ de Edith Piaf. Pablo Echenique, el político discapacitado y motorizado de Podemos, doctor en Física al que sus compañeros llamaban Hawking (aunque su enfermedad no es comparable) escribió en El País’: “Se iba una parte de mi vida cuando me enteré de su muerte”.

Los premios Nobel del 2018

El premio Nobel de Literatura se pospuso por la renuncia de varios miembros de la Academia Sueca debido a las filtraciones supuestamente llevadas a cabo por el marido de la académica Katarina Frostenson, el artista francés Jean Claude Arnault, quién además fue señalado como acosador sexual. Esta joyita había sido condenado en el 2011 por dos violaciones.

El premio Nobel de la Paz lo recibieron el congoleño de 63 años de edad Denis MUKWEGE y la kurda iraquí Nadia MURAD de 25 “por sus esfuerzos para acabar con el uso de la violencia sexual como un arma de guerra y conflicto armado”. El médico Mukwege y su equipo han tratado a miles de pacientes víctimas de la violencia sexual durante la guerra civil de la República Democrática del Congo, una guerra que ha costado más de seis millones de muertos. En su alocución del Nobel dijo: “La justicia es un asunto de todos: hombres y mujeres, oficiales y soldados; las autoridades locales, nacionales e internacionales deben responsabilizarse de informar y combatir estos crímenes. La violación de las mujeres es una estrategia y un arma de guerra”. Nadia Murad, de la etnia yazidí del norte de Iraq, denunció en su discurso el genocidio que había sufrido su pueblo, que pasó de tener 800.000 habitantes a 5000. El ISIS, dijo, lanzó un ataque brutal y sistemático, matando y haciendo esclavos sexuales a mujeres y niños. A ella la amenazaron de muerte si no se convertía y utilizaron este procedimiento como ejemplo de guerra para otras minorías. Nadia es una de las dieciocho galardonadas con el premio de la Paz y la segunda más joven tras Malala Yousafzai.

El premio Nobel de Ciencias Económicas lo consiguieron los estadounidenses William D. NORDHAUS (1941, Albuquerque) “por integrar el cambio climático en el análisis macroeconómico a largo plazo” y Paul M. ROMER (1955, Denver) “por integrar las innovaciones tecnológicas en el análisis macroeconómico a largo plazo”. Ambos investigadores construyeron modelos para explicar las interacciones entre el mercado, la naturaleza y el conocimiento. Aunque no aportaron respuestas definitivas, ayudaron a la comprensión de los problemas. A Nordhaus, profesor de Economía en la Universidad de Yale, debemos el ‘modelo de evaluación integrado’ que describe la relación global entre la economía y el clima mediante las teorías y resultados experimentales de la física, la química y la economía. En su discurso del Nobel dijo: “La gente debe entender la gravedad del problema del cambio climático. Las naciones deben elevar el precio del dióxido de carbono y otras emisiones. Los políticos deben ser globales, no sólo nacionales o locales, trabajando en un ‘club del clima’ para propiciar un cambio tecnológico rápido”. Romer, profesor de la Stern School of Business de la Universidad de Nueva York, parió la teoría del ‘crecimiento endógeno’, según la cual las ideas requieren condiciones específicas para prosperar en el mercado. Aunque la innovación tecnológica es el conductor primario del crecimiento económico, su creación depende de las decisiones económicas y de las condiciones del mercado.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina se lo concedieron a James P. ALLISON (1948, Texas) y a Tasuku HONJO (1942, Kioto) “por su descubrimiento de la terapia del cáncer por inhibición de la regulación inmunitaria negativa”. Existen muchos métodos para luchar contra el cáncer: desde la quimioterapia, el tratamiento hormonal para el cáncer de próstata o el trasplante de médula para la leucemia hasta la activación del sistema inmunitario. (Aún se utiliza el procedimiento de la infección con bacilo de Koch para activar las defensas en el cáncer de vejiga, como es el caso del que esto escribe). Pero se necesitan desesperadamente nuevas estrategias. Se sabe que hay proteínas que aceleran las células blancas T del sistema inmunitario de la sangre, mientras que otras proteínas actúan como frenos, inhibiendo la activación. Ambas son necesarias: los frenos impiden que no se destruyan células sanas. James Allison, doctor en medicina por la Universidad de Texas en 1973 y profesor en el MD Anderson Cancer Center de dicha universidad, estudió la proteína CTLA-4 del linfocito T, que es un freno, y desarrolló un anticuerpo que podría unirse a la proteína y bloquear su función. Pero ¿podría soltarse y permitir el ataque del sistema inmunológico? Lo probó en ratones y tuvo éxito. También probaron con el melanoma humano él y otros laboratorios. Tasuku Honjo, MD en 1966 y profesor en la Universidad de Kioto, descubrió la PD-1, otra proteína freno de la superficie de las células T, pero que opera con un mecanismo distinto: los anticuerpos inhiben y activan el ataque. La terapia con la PD-1 se muestra más efectiva que la CTLA-4 en los cánceres de pulmón, riñón, linfoma, melanoma e incluso en el cáncer de páncreas; pero dicen que lo mejor es la combinación de ambas estrategias como parece que se ha comprobado en pacientes con cánceres intratables.

La mitad del premio Nobel de Química fue para Frances H. ARNOLD (1956, Pittsburgh, USA) “por la evolución dirigida de enzimas”. La otra mitad del premio la compartieron George P. SMITH (1941, Norwalk, USA) y Sir Gregory P. WINTER (Leicester, UK) “por la expresión de los fagos de péptidos y anticuerpos”. Dicho llanamente, los tres investigadores consiguieron controlar y utilizar la evolución.

Frances Arnold se doctoró en 1985 en Berkeley y es profesora de ingeniería química, bioingeniería y bioquímica en el Instituto de Tecnología de California (CALTECH). En su trabajo, consideró que las proteínas, durante la evolución de la vida, tuvieron que sufrir alteraciones para resolver problemas químicos y adaptarse al ambiente. Así, realizó mutaciones genéticas en bacterias que producían enzimas seleccionadas. En generaciones sucesivas, obtuvo proteínas catalíticas con propiedades especiales. El método no es sino un proceso evolutivo acelerado que se lleva a cabo en semanas de laboratorio contra los millones de años que tardaría en la naturaleza. Se aplicó a bacterias E. Coli con NADPH como cofactor para la obtención de biocombustibles (isobutanol). Frances es la quinta premiada con el Nobel de Química, tras Marie Curie, Irene Joliot-Curie, Dorothy Crowfoot Hodgkin y Ada Yonath.

George Smith se doctoró en 1970 en Harvard y es profesor emérito en la Universidad de Missouri. Inventó el procedimiento de inyectar en bacterias virus modificados para que produjeran proteínas diferentes. Gregory Winter se doctoró en 1976 en Cambridge, UK, es líder de investigación emérito en dicha universidad y fue premio Príncipe de Asturias 2012 de Investigación Científica y Técnica. Siguió el método de Smith para obtener anticuerpos. Ambos utilizaron la ‘expresión de fagos’, que consiste en insertar en un fago filamentoso un gen que codifique la proteína que interese. El fago expresa la proteína y detecta las interacciones con otras proteínas, obteniéndose una librería de proteínas en una selección ‘in vitro’ análoga a la selección natural. Procediendo así, seleccionaban proteínas con propiedades terapéuticas que no tuviesen rechazos inmunológicos. Winter obtuvo anticuerpos monoclonales (grandes proteínas) humanizados porque procedían de ratones, que se emplearon para combatir la esclerosis múltiple simulando un sistema inmune artificial.

La mitad del premio Nobel de Física fue adjudicado a Arthur ASHKIN (1922, Nueva York) “por las pinzas ópticas y su aplicación a sistemas biológicos”. La otra mitad la compartieron Gérard MOUROU (1944, Albertville, Francia) y Donna STRICKLAND (1959, Canadá) “por su método de generar pulsos ópticos ultracortos de alta intensidad”.

Arthur Ashkin se doctoró en 1952 en la Universidad de Cornell y trabajó en los Laboratorios Bell. Con 96 años de edad ha sido el premio Nobel más viejo. Por motivos de salud envió un saludo de agradecimiento e hicieron la ‘lectura’ en su lugar. Hacia 1960 fue codescubridor de la alteración del índice de refracción en los cristales piezoeléctricos, efecto que se emplea en holografía. En 1987, con las pinzas ópticas, un instrumento hecho de luz, dedos de haces de láser con cuya presión de radiación se pueden mover y atrapar partículas, capturó bacterias sin dañarlas y manipuló cromosomas y mitocondrias dentro de la célula viva.

Gerard Mourou, doctorado en 1973 y profesor de la Universidad de Michigan y Donna Strickland, que se doctoró en la Universidad de Rochester en 1989 con una tesis dirigida por Mourou y es profesora de la Universidad de Waterloo, Canadá, lograron obtener los pulsos de láser más cortos e intensos nunca conseguidos. Para ello, en un primer paso, acortaron el tiempo para reducir la potencia del pico; después, lo amplificaron y comprimieron logrando un mayor empaquetamiento en un espacio menor, con lo que la intensidad del pulso aumentó drásticamente. Lo llamaron CPA (amplificación del pulso gorjeado –‘chirp’-) y se emplea por su potencia (unos cien teravatios) y precisión de corte en operaciones oculares. Donna es la tercera mujer de la historia en recibir el premio Nobel de Física, tras Marie Curie y Maria Goepper-Mayer.

Extensiones cuánticas

Tenemos un problema: las leyes cuánticas son válidas para objetos macroscópicos pero inutilizables en la práctica. Un objeto de un centenar de gramos que se mueve a una velocidad de unas decenas de kilómetros por hora lleva asociada una onda cuántica inmedible de la miliquintillonésima parte del metro (¡La constante de Planck es muy pequeña!). Asimismo, las leyes macroscópicas, aplicadas a las partículas atómicas, dan errores muy grandes ¿Dónde acaba el dominio de la cuántica y empieza el de la clásica?

Las funciones de onda de la ecuación de Schrödinger sustituyeron a las órbitas atómicas clásicas; pero dicha ecuación es determinista porque está basada en la mecánica newtoniana y predice cómo será la función de onda en cualquier tiempo futuro. Además, las funciones de onda son casi imposibles de resolver ya que para el caso de sólo dos partículas la ecuación es hexadimensional con las tres coordenadas para cada partícula. Ante las dificultades llega la interpretación de Max Born: La función de onda del electrón es una onda de probabilidad y su cuadrado da la probabilidad de encontrar al electrón. Es posible calcular nubes de probabilidad estacionarias, llamadas orbitales, donde está el electrón.

John Wheeler dice que “los objetos del dominio microscópico carecen de realidad hasta que se observan”. Y Steven Weinberg distingue dos maneras de interpretar la mecánica cuántica: el instrumentalismo, para el que la función de onda es una herramienta para calcular probabilidades, y el realismo, para el que la función de onda describe la realidad. Los instrumentalistas, herederos de la interpretación de Copenhague, dicen que al efectuar la medida de, por ejemplo, el espín de un electrón, se le somete a la acción del mundo macroscópico, esto es, a la acción de los fotones del aparato de iluminación, por lo que la ecuación de Schrödinger gobierna el espín, el aparato de medida y al observador. Para los realistas la función de onda es determinista y en su evolución describe la realidad; según la interpretación de los ‘muchos mundos‘ de Hugh Everett, la función de onda se convierte tras la medida en una superposición de historias coexistentes, un multiverso en el que las probabilidades se obtendrían a partir de la evolución de la función de onda. Ante estas interpretaciones divergentes, Steven Weinberg se pregunta ¿es necesario cambiar la teoría cuántica? No hay dudas sobre cómo aplicarla: predice con exactitud el espectro de los elementos químicos, permite calcular el campo magnético creado por el electrón, hace posible explicar los experimentos de los aceleradores de partículas, etcétera. Pero sí hay dudas sobre cómo interpretarla.

Cuando Schrödinger propuso la paradoja del gato vivo o gato muerto, se interpretó que la función de onda englobaba al operador y que al efectuar la medida la función de onda colapsaba. Pero pronto surgieron otras interpretaciones: la decoherencia, que supone que en el nivel macroscópico desaparecen las interferencias cuánticas, o lo contrario, que hay una conectividad cuántica de lo micro a lo macroscópico, y no sólo eso sino que existe una conectividad universal, una función de onda para todo el universo: cualquier par de objetos que hayan interaccionado alguna vez quedan entrelazados para siempre. Así, la función de onda no colapsa: un gato está vivo en un universo y muerto en otro, ya que el multiverso está constituido por infinitos universos. Todo esto es cháchara para los instrumentalistas. Ellos no son partidarios de lo que llaman fantasías sino de callarse y calcular, de dar vida a la ingente cantidad de instrumentos construidos y de aumentar el acervo de conocimientos contrastables. Weinberg enumera los que están basados en los principios de la Mecánica cuántica: enlaces moleculares, desintegraciones radiactivas, conductividad eléctrica, magnetismo y radiación electromagnética, semiconductividad, superconductividad, enanas blancas, estrellas de neutrones, fuerzas nucleares, partículas elementales y hasta la teoría de cuerdas.

El experimento mental propuesto por Einstein, Podolsky y Rossen (EPR) concluye que un objeto no puede afectar a otro separado de él en un tiempo menor al que tarda la luz en ir de uno al otro. Lo contrario significa que habría acciones instantáneas desarrolladas a velocidad infinita (acciones fantasmales, dijo Einstein). Otros consideran que todo conjunto de electrones adopta un estado entrelazado y no sólo los electrones sino toda clase de partículas e incluso campos electromagnéticos, mientras otros arguyen que en un estado entrelazado, la evolución de las probabilidades durante la medida no puede permitir el envío instantáneo de la información ¿Dónde estamos, envueltos en todo esto? Bohr dixit: “No existe un mundo cuántico, sólo una descripción cuántica abstracta. No describimos cómo es la Naturaleza, decimos lo que podemos decir de ella” ¡Más madera!

La interpretación de Copenhague (de Born y Heisenberg) que elimina el determinismo, es la teoría cuántica aceptada. Einstein se opuso: ”Dios no juega a los dados”. Otros muchos, como Hawking, dicen: “Dios juega a los dados con el Universo. Tampoco Él puede medir con exactitud la posición y la velocidad de una partícula simultáneamente”. Einstein no se conforma e insiste en que se puede deducir la mecánica a partir de una teoría subyacente con variables ocultas ¿Y qué fantasmales variables son éstas? Quizá sean propiedades del espaciotiempo anteriores a la observación que predeterminan los resultados, restaurando así el determinismo propio de las ecuaciones clásicas. La paradoja EPR supone, dicen, una teoría local de variables ocultas, para la que una medida sobre una parte del sistema entrelazado no tiene efectos sobre otras partes del sistema suficientemente alejados. La medida no tiene efectos globales sobre la función de onda. También existe una teoría no local de variables ocultas debida a David Bohm: en el ejemplo de dos electrones entrelazados que se separan en sentidos opuestos, una modificación en uno influye instantáneamente en el otro; como no se transmite información entre ellos, no hay contradicción con la relatividad y la velocidad puede ser superior a la de la luz. Y llegó la desigualdad de Bell: Ninguna teoría local de variables ocultas puede reproducir todos los resultados de la mecánica cuántica. La mecánica de Bohm puede reproducirlos porque es no-local. No obstante, para Bell, la mecánica cuántica es, en el mejor de los casos, incompleta. Y pone el dedo en la llaga, dice: “Esperamos una nueva teoría que pueda referirse a sucesos en un sistema dado sin requerir la observación por otro sistema”.

(El que esto ha escrito, lo ha hecho copiando de muchos sitios, en un intento de obtener un conjunto aproximadamente coherente). Et vale.

La insensatez

¿Conseguirán los físicos matemáticos, ahora que se pueden ver y manipular los átomos individuales, unificar lo cuántico y lo clásico, la incertidumbre con lo determinado, las fluctuaciones cuánticas con la relatividad general, la gravedad con las demás fuerzas de la naturaleza? Hay una teoría M procedente de la teoría de cuerdas, complicadísima, que trabaja en un universo de once dimensiones. Y hubo científicos eminentes como Einstein, Planck, De Broglie y Bohm, que murieron con la esperanza de que el azar en la teoría cuántica desapareciera cuando aumentase el conocimiento sobre las propiedades de las partículas subatómicas.

John Wheeler advertía que utilizar el experimento EPR para postular interconexiones cuánticas entre dos conciencias separadas es puro misticismo, es un disparate. Como lo serían para él las conclusiones metafísicas de la mecánica cuántica que firma Gary Zukav. Pero no se trata sólo de la cuántica; son muchos los que se escudan en el cientifismo, en que la ciencia puede explicarlo todo, para exponer sus insensatas teorías. Martin Gardner da ejemplos en sus libros. Uno de ellos es L.R.Hubbard, fundador de la cienciología y creador de la dianética, la ciencia moderna de la salud mental que establece que las experiencias de la madre gestante pueden impresionar la mente del feto desde el día siguiente a su concepción, sin decir cómo se demuestra esto. Otro es el ruso Velikovsky, para el que un cometa gigante que había pasado dos veces cerca de la Tierra había dividido las aguas del mar Rojo, producido el maná bíblico y formado el planeta Venus. Un tercero sería el médico austriaco William Reich, descubridor de la energía orgónica procedente del espacio exterior, de color azul y responsable de la aurora boreal, del fuego de san Telmo, de las formaciones de nubes, del centelleo de las estrellas, de la coloración azul de las ranas sexualmente excitadas y, cómo no, del azul del cielo. Los orgones pueden absorberlos las personas metiéndose en un acumulador orgónico, una gran caja de madera y metal.

Martin Gardner y Horace F. Judson nos recuerdan en sus libros, citando a los informadores, las faltas cometidas por algunas figuras míticas de la ciencia. Dicen que el monje agustino Gregor Mendel dio unas cifras demasiado buenas de sus experimentos demostrativos de la transmisión hereditaria: parece que colocaba las plantas dudosas en el lado más conveniente para su hipótesis. A Charles Darwin lo califican de seguidor de Lamarck, en el sentido de que creía en la transmisión a los descendientes de los caracteres adquiridos, precisamente en contra de Mendel. Louis Pasteur engañó al principio sobre el método de preparación de la vacuna contra el carbunco. Y Robert Millikan seleccionaba las gotas de aceite portadoras de electrones que daban resultados acordes con sus cálculos de la carga del electrón. De Thomas Alva Edison, el inventor de las mil patentes, dicen que su único invento original fue el fonógrafo, aunque también encontró el mejor material para filamentos de bombilla; mientras tanto fabricaba aparatos para comunicarse con los muertos. Del mismísimo Isaac Newton dicen que corregía los cálculos sobre la velocidad de la Luna para que coincidiesen con la teoría, quizá por que pensaba que era necesario que Dios ajustase periódicamente las trayectorias de los planetas. Por otra parte, Newton creía literalmente en la Biblia y fijó la creación hace 3500 años; negaba , como arriano, la Trinidad y calificaba al Papa de Roma como el auténtico anticristo. A Freud sus detractores lo ponen cual chupa de dómine: lo califican de seudocientífico que no confirma sus conjeturas, que no curaba aunque presumía de ello. Frederick Crews dejó escrito que “Las teorías freudianas de la personalidad y la neurosis son derivadas de precedentes engañosos, de vacuas metáforas pseudofísicas y de una larga concatenación de erradas deducciones que no pueden someterse a revisión empírica, que no pasan de ser castillos en el aire”. Además, aseguran que la teoría de los sueños fue su mayor fallo, ya que el simbolismo es tan flexible que un analista hábil puede interpretar cualquier sueño como mejor le convenga. En consecuencia, actualmente se trata la psicología freudiana en muchos departamentos universitarios como una simple nota histórica de un cierto interés.

Los físicos matemáticos Alan Sokal y Jean Bricmont ponen de manifiesto en su exitoso libro ‘Imposturas Intelectuales’ la falta de honradez intelectual de varios conocidos personajes que se aprovecharon de las dificultades de las gentes con las matemáticas para impregnar sus escritos de una apariencia científicamente exacta. Los autores comienzan estudiando al francés Jacques Lacan (1901-1981), médico de Picasso y amigo de André Breton, del que opinan que sus aplicaciones de la topología son fantasiosas, ya que utiliza analogías sin sentido entre el psicoanálisis y las matemáticas. Mucho más dura es la crítica de Noam Chomsky, el gran lapidador: “Lacan era un charlatán…trataba de jugar con la comunidad parisina para ver cuántos disparates podía decir sin que dejaran de tomarle en serio”. No obstante, su influencia traspasó fronteras: en España, el psiquiatra afrancesado Luis Vicente Mira Pascual (1947-2014), primo de quien esto escribe, fue su traductor y presidente de la Asociación de Psicoanálisis del Campo Lacaniano. De Julia Kristeva, filósofa psicoanalista francesa nacida en Bulgaria en 1941, dicen que sus aplicaciones al psicoanálisis de la topología y del análisis matemático tienen más sentido que las de Lacan, pero le superan en superficialidad; tampoco son pertinentes con respecto a la lingüística, a la crítica literaria, o a la filosofía política como ella pretende lograr. Con respecto a la filósofa feminista francesa de origen belga (y apellido vasco) Luce Irigaray opinan que demuestra un conocimiento superficial de los temas científicos que roza. Adjudica la mecánica de fluidos turbulentos (problema matemático irresoluble) a los hombres y la fluidez a las mujeres, cayendo en un tópico sexista. Del antropólogo francés Bruno Latour, nacido en 1947, dicen que pese a no comprender la relatividad especial, intenta demostrar que es social de principio a fin. Al sociólogo posmoderno francés (1929-2007) Jean Baudrillard lo critican por emplear “metáforas tomadas de la física y las matemáticas, usando términos científicos sin ningún miramiento por su significado y situándolos en contextos en los que son irrelevantes”. De Felix Guttari (1930-1992), otro psicoanalista francés, pero antipsiquiatra, dicen que su terminología seudocientífica es ininteligible. Al famoso Regis Debray, nacido en Francia en 1940, discípulo del filósofo marxista Louis Althusser y amigo de Fidel Castro y el Che Guevara, le critican que extrapole arbitrariamente el teorema de Gödel para aplicarlo a los ámbitos político y social. ¿Sería el filósofo francés Henri Bergson (1859-1941), premio Nobel de Literatura en 1927, el maestro responsable de la afición matemática de todos los psicofilósofos perseguidos por Sokal y Bricmont? Así se explicaría que un conjunto de intelectuales ¡franceses! de aproximadamente la misma generación usasen las matemáticas un tanto a la ligera, ya que del supuesto maestro dicen que no entendía la relatividad y hacía suposiciones erróneas que contradecían los resultados empíricos de la teoría. Esta afirmación está avalada por Bertrand Russell, que escribió: (Bergson hace) “numerosas alusiones a las matemáticas y a la ciencia…en lo que se refiere a las matemáticas, el autor ha preferido deliberadamente los errores tradicionales de interpretación a las visiones más modernas que han predominado entre los matemáticos durante los últimos ochenta años”. Con esta opinión parece clarificarse el asunto: todos ellos, el maestro y los demás, apostaron por lo espectacular, por lo epatante ¿Muy francés?

2017. Efemérides y la Humanidad en el Universo

El Reino Unido (RU) ingresó en la Comunidad Económica Europea (CEE) en 1973, siete años después de ser creada. En el 2013, la ahora llamada Unión Europea (UE) la componen 28 países con la incorporación de Croacia y alcanza la cifra de 508 millones de habitantes, más que EEUU y Rusia juntas. El RU tiene 65,8 millones de habitantes, que suponen el 13 % de la UE 28. El Gobierno conservador del RU convocó un referéndum de salida de la UE denominado popularmente Brexit, en el que el 48 % votó a favor de la permanencia. Ahora, el gobierno de la ‘premier’ Theresa May se enfrenta a unas negociaciones harto onerosas y a un futuro que, sin duda, empequeñecerá al RU económica, política y militarmente.

La ruta del independentismo la iniciaron los escoceses, perdiendo un referéndum de independencia del RU, siguió el Brexit y continuó Cataluña, que convocó un referéndum de secesión contrario a la Constitución Española y al propio Estatuto de Autonomía catalán. El Tribunal Constitucional, a requerimiento del Gobierno, lo acusa de ilegal, pero la consulta se celebra en condiciones restrictivas. Pocos son los contrarios a la secesión que van a votar, por lo que la participación es muy baja y la mayoría de síes a la independencia, amplísima. El Parlament de Cataluña, en ausencia de la oposición (casi la mitad de la Cámara) proclama la independencia. El Gobierno español, con la ley en la mano y con el apoyo de la mayoría de la oposición, anula la proclamación de independencia y convoca elecciones autonómicas legales. En ellas, ganan los secesionistas en escaños, 70, pero no en votos (47 % aproximadamente). Ellos quieren la independencia basándose en razones sentimentales históricas (hay líderes que lloran porque se la niegan), en que ‘pierden dinero con España’ y en que ‘los países pequeños, como los nórdicos, son los más prósperos de Europa’. ¿Tienen razón los catalanes independentistas? Quizás, si no existiesen países pequeños pobres, si no tuviesen en contra a la propia UE, temerosa de que el ejemplo se transmita. Quizás, si los Bancos catalanes y muchas grandes y medianas empresas no abandonasen sus sedes catalanas para trasladarse a Madrid o Valencia para no perder clientes españoles. La secesión catalana, ¿una aventura futura? La plataforma ‘Barcelona no es Cataluña’ exhibe una supuesta nación que engloba parte de Tarragona, Barcelona y una amplia zona costera a la que llaman Tabarnia. A esta ‘nación’, representada por el autor y actor cómico Boadella, que cuenta con más de seis millones de habitantes frente al millón y pico del resto (Lérida, Gerona y algo más), Cataluña, dicen, la roba, por lo que convocan un referéndum legítimo de autonomía para octubre del 2019 que ganarán ampliamente. La secesión catalana es también una aventura del pasado. El escritor Javier Cercas cita a Agustín Calvet, ‘Gaziel’, que en octubre de 1934 publicó: “Lluís Company lanza una declaración de guerra…fuerza a la violencia al Gobierno (republicano) de Madrid…por un Estado catalán que, dada la existencia de la Generalitat, no se necesita para nada…La Constitución ha sido desgarrada y pisoteada por los mismos que la votaron”.

El odio latente. El odio también en Myanmar. El Ejército de Salvación Rohingya pasó a la acción armada en el 2016 y el ejército birmano contestó desproporcionadamente matando no sólo a los que calificó como terroristas sino a civiles musulmanes rohingyas en una acción denunciada por la ONU como de limpieza étnica. La minoría rohingya huye en masa a refugiarse en Bangladés, pero son detenidos en la frontera. Y allí se quedan, a la intemperie y sin alimentos. La princesa Aung San Suu Kyi, premio Nobel de la paz en 1991 “por su lucha no violenta a favor de la democracia y de los derechos humanos”, es actualmente Consejera de Estado (equivalente a jefa del Gobierno) de Myanmar, después de que su partido ganase las elecciones frente al régimen militar. Ella dijo que no sabía por qué huían los rohingya. Otros dicen que por qué no le quitan el Nobel.

El ejército iraquí y las fuerzas kurdas, con ayuda militar internacional (incluso española), han derrotado al Estado Islámico (Daesh o ISIS). Haider al Abasi, primer ministro iraquí, anuncia el fin del EI en Irak; pero todos saben que su lucha terrorista continuará.
El día 2 de noviembre de 1917, Arthur Balfour, primer ministro (conservador) del Reino Unido, en plena guerra mundial, declara: “un hogar nacional para el pueblo judío en la Palestina otomana”. Un siglo después continúa la guerra interminable en el hogar de Israel.
¿Leyes contra el odio? El premio Nobel de la Paz del 2017 se le concedió a la Campaña Internacional para la Abolición de las Armas Nucleares (ICAN en siglas inglesas) “por su trabajo para atraer la atención sobre las catastróficas consecuencias humanitarias de cualquier empleo de las armas nucleares y por sus esfuerzos para conseguir un tratado que prohíba dichas armas”. Las naciones que poseen armas nucleares, expuestas en orden decreciente al número, son: Rusia, EEUU (entre ambas tienen más del 90 % de las armas), Francia, China, Reino Unido, Pakistán, India, Israel y Corea del Norte. Además, las bombas atómicas de ahora son más potentes que las que arrasaron Hiroshima y Nagasaki en 1945, y las hay de hidrógeno; son artefactos que destruyen indiscriminadamente objetivos militares y civiles. Pero, ¿no impide el efecto del terror su uso, como demuestran estos últimos setenta años? Reiss-Andersen, del Comité Noruego del Nobel, recordaba, en la ceremonia de entrega del premio, que 468 ONGs de más de cien países apoyaban a ICAN y mantenían que las armas atómicas no dan seguridad, sino inseguridad, porque ¿dónde quedan los errores humanos, los ‘hackers’ y los terroristas? (Y los líderes locos, apunta el que esto escribe). Actualmente, el Tratado de No Proliferación (TNP) está suscrito por las naciones que más armas nucleares poseen, pero no por las menos tienen, que son Pakistán, India, Israel y Corea del Norte (aunque quizás sean también capaces de arrasar el planeta). Las naciones firmantes del TNP se comprometieron a no seguir fabricando. Para ICAN el marco legal actual es claramente insuficiente y busca un tratado que prohíba las armas nucleares, similar al que prohibía las armas químicas, biológicas, minas antipersonas y bombas racimo, armas que son menos devastadoras que las atómicas. Hasta la fecha de concesión del premio Nobel, 127 naciones habían firmado un acuerdo para prohibir y eliminar las armas nucleares.

El premio Nobel de Física del 2017 lo recibieron Rainer Weiss (1932, Berlín) del MIT, Barry C. Barish (1936, Omaha) del Caltech, y Kip S. Thorne (1940, Logan) también del Caltech “por sus contribuciones decisivas al detector LIGO y a la observación de las ondas gravitatorias”. Es uno de esos raros premios Nobel que se conceden inmediatamente después de la consecución de resultados. Los detectores LIGO (Interferometría Laser de Ondas Gravitacionales) llevaban construidos hacía casi medio siglo pero no habían captado señales. Los tres galardonados también recibieron en el mismo año el premio Princesa de Asturias de las ciencias. Rainer Weiss dijo en el acto de recepción del Nobel: “Hemos medido directamente las ondas gravitatorias predichas hace cien años por Albert Einstein. Estas ondas, que viajan a la velocidad de la luz, constituyen un nuevo método de estudio del Universo, por lo que esperamos que tengan un impacto significativo en el futuro en la astronomía y en la astrofísica. Las primeras ondas detectadas provenían de la colisión de dos agujeros negros, cada uno con una masa de unos treinta soles. Después hemos medido otros cuatro eventos, el más reciente con el LIGO y con el VIRGO, el detector franco-italiano, que nos ha ayudado a localizar el suceso en el cielo. Todos los eventos ocurrieron hace mil millones de años. En el último agosto medimos las ondas de colisión de dos estrellas de neutrones, un suceso que fue también detectado por otros instrumentos astronómicos”. El hecho de que los detectores sean capaces de observar las deformaciones del espaciotiempo producidas por astros menos masivos que los agujeros negros puede servir, en opinión del investigador español Juan García – Bellido, tan positivo como siempre, para el estudio de la materia y la energía oscuras y para testar la teoría general de la relatividad con respecto a la gravedad cuántica.

El premio Nobel de Química 2017 lo consiguieron Jacques Dubochet (1942, Suiza) de la Universidad de Lausana, Joachim Frank (1940, Alemania) de la Universidad de Columbia, y Richard Henderson (1945, Edimburgo) del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge, “por el desarrollo de la microscopía crio-electrónica para la determinación en alta resolución de la estructura de biomoléculas en una disolución”. En su alocución, Dubochet dijo que cuando hizo sus primeras imágenes de moléculas, treinta años atrás, trabajaba con una resolución de 35 angström, pero que “la reciente revolución de la microscopía crio-electrónica es consecuencia de que a 3,5 angström de resolución los átomos son visibles, vemos cómo se sitúan los átomos en las moléculas”. Actualmente se dispone de imágenes tridimensionales de biomoléculas, por ejemplo proteínas, que sirven para estudiar sus mecanismos de acción. Dubochet, con su sentido del humor, confesó que “Nosotros tres somos biofísicos, tres científicos que trabajan en biología con el espíritu de un físico. Aunque nunca hemos sido buenos químicos, hemos recibido un Nobel en Química. Hemos promocionado, de acuerdo con el principio de Peter, hasta alcanzar nuestro nivel de incompetencia, pero creemos que este premio es un testimonio de la unidad de la ciencia”.

El premio Nobel de Medicina o Fisiología correspondió a Jeffrey C. Hall (1945, New York) de la Universidad Maine, Michael Rosbash (1944, Kansas City) de la Universidad Bandreis, y Michael W. Young (1949, Miami) de la Universidad Rockefeller “por sus descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano”. Rosbash dijo en su intervención que “hemos sido galardonados por nuestros estudios sobre los genes y los mecanismos que subyacen a estos despertadores diarios, que son los mismos relojes para los humanos y para las moscas de la fruta, y afecta a todas las formas de vida del planeta y a casi a todos los aspectos de la fisiología humana”. Hall es un genetista de las moscas y Rosbash un genetista molecular: ambos unieron sus conclusiones. Young hizo, en su ‘lectura’ de aceptación del Nobel, un repaso histórico que tituló: “Viajes en el tiempo: Un periplo de cuarenta años desde los relojes mutantes de la Drosofila a los desórdenes circadianos humanos”. El ritmo circadiano se define como las oscilaciones de las variables biológicas en intervalos regulares. Las oscilaciones pueden estar asociadas a los cambios diarios, por ejemplo, de luz y temperatura, o estar espaciadas en el tiempo como el metabolismo, la producción de calor o la floración de las plantas. En la expresión de los ritmos circadianos intervienen procesos hormonales y sus disfunciones se han relacionado con alteraciones del sueño, con depresiones y con trastornos bipolares.

Algunos comentaristas científicos opinan que uno de los próximos premios Nobel de Fisiología o Medicina será concedido a la técnica CRISPR y que una de las personas galardonadas será el investigador español Francisco Mojica, de la Universidad de Alicante. El CRISPR (siglas inglesas de Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas) es una zona del ADN de algunas bacterias que actúa como un mecanismo inmunitario frente a los virus. Cuando el virus inyecta su ARN en la bacteria, las proteínas ‘cas’ son capaces de cortar una pequeña parte, modificándola e integrándola en el ADN bacteriano dentro del conjunto e secuencias CRISPR. Oportunamente, los fragmentos del ADN vírico que contienen las secuencias son utilizados por la bacteria para detectar y destruir virus similares. Dice Mojica que el CRISPR-cas constituye el único mecanismo de defensa pro-cariótico: el microbio emite unas ‘tijeras moleculares’ que destruyen el virus o, dicho de otra forma, los espaciadores de los CRISPR-cas9 reconocen secuencias y guían a la nucleasa cas9 para cortar y degradar los elementos exógenos. Un ARN dirige el cas9 al lugar de la mutación, donde cortan el ADN que después puede ser reparado por la célula. (Además del cas9 existen otras proteínas cas utilizables). En embriones humanos de ocho células es posible, usando la técnica CRISPR-cas, eliminar mutaciones ¿Se conseguirá así eliminar enfermedades hereditarias?

Fallece Jesús Mosterín (1941, Bilbao – 2017, Barcelona) víctima de un cáncer de pulmón provocado por exposición al amianto. Fue catedrático de Lógica y Filosofía de la Ciencia, temas sobre los que escribió un diccionario en colaboración con Tonetti. Como matemático se dedicó a la teoría de conjuntos. Escribió estudios sobre Frege, Cantor, von Neumann, Godel y Turing. Mosterin, fiel seguidor de Bertrand Russell, escribió el prólogo a la edición en español de la Historia de la Filosofía (¡en la que no aparece el Occidental del título original!) del filósofo británico. En dicho prólogo, nos cuenta cómo Russell se apeó del idealismo hegeliano y se pasó a la lógica de Frege y al simbolismo matemático de Peano, cómo escribió, en colaboración con Whitehead, los tres enormes volúmenes de los Principia Mathematica, en un (¿fracasado?) intento de reducir a la lógica toda la matemática. Gödel, basándose en esta obra, formuló el teorema de la incompletitud: la imposibilidad de formalizar completamente la aritmética en un sistema consistente de axiomas y reglas de inferencia. Russell, dice Mosterin, también intentó demostrar que la física es reducible a los datos sensibles inmediatos y, como en la lógica, tampoco logró su objetivo; no obstante, “hacer la lista de las influencias de Russell equivaldría a contar toda la historia de la filosofía contemporánea”. Mosterin fue un erudito que se paseó por muchos temas: genoma, bioética de las células madre embrionarias, cosmología, mística cósmica, trato a los animales, etcétera. En política, abogaba por un mundo sin estados nacionales y con fuertes organizaciones mundiales, era liberal en economía y libertario para los individuos. Permanece como ejemplo de intelectual trabajador, honesto y comprometido.

La Reforma

En el 2017 se cumplen quinientos años de la publicación de las noventa y cinco tesis de Lutero que supusieron el comienzo de la Reforma. Las tesis fueron amplia y rápidamente difundidas por la imprenta. Clamaban contra la posibilidad de comprar el perdón de los pecados mediante las bulas papales, equiparaban la eucaristía al perdón de los pecados, avalaban el bautismo como sacramento, pero no admitían que el matrimonio lo fuese. Martin Lutero (1483 – 1546) era un eclesiástico católico agustino que protagonizó el cisma contra la Iglesia de Roma, cisma que implicó tan trágico conflicto nacionalista entre las Europas del norte y del sur, que hubo guerras durante dos siglos. En 1521, el Papa León X le excomulgó por apóstata y en 1525 se casó con la monja Catalina de Bora, con la que tuvo tres hijas y tres hijos. En 1534 tradujo, con la ayuda de seis colaboradores, la Biblia al alemán. Lutero apoyaba a la nobleza, a las oligarquías feudales, incluso en una rebelión campesina que produjo más de cien mil muertos. Era un antisemita visceral: acusaba a los judíos por sus mentiras, injurias y blasfemias y pedía quemar las sinagogas, arrasar sus casas, quitarles sus libros de plegarias, su dinero y obligarles a que trabajasen con el sudor de su frente. Un recetario fielmente ejecutado por los nazis. Lutero fundó la Iglesia luterana, pero fueron apareciendo otras Iglesias protestantes con tantos o más seguidores: anglicanos, calvinistas, bautistas, metodistas, evangélicos y pentecostales, entre otros.

La revolución rusa

Ha pasado un siglo desde la revolución rusa, un siglo desde aquellos ‘diez días que estremecieron al mundo’, como escribió el estadounidense John Reed ¿Qué hacía Trotski en aquellos días? Lev Davidovich Bronstein, León Trotski, nacido en Ucrania en1879 en una familia judía, era un joven estudioso del materialismo dialéctico de Marx y Engels. Más tarde, militando en la minoría menchevique del partido obrero, criticaba a la mayoría bolchevique de Lenin. En 1905, año en el que Rusia se rinde en su guerra con Japón, Trotski, separado del partido, preside el primer soviet (consejo local obrero) elegido en San Petersburgo (después Petrogrado); pero el soviet es disuelto y Trotski exiliado. Los bolcheviques propugnan una ‘dictadura democrática de los obreros y campesinos’, y para lograrla ofrecen a las gentes el sufragio universal, la disolución de los latifundios y la jornada de ocho horas. Trotski va más allá de Rusia. No cree en el triunfo de la revolución si no está apoyada por las masas de otros países, especialmente por Alemania, donde lucha Rosa Luxemburgo. Y grita ‘¡Trabajadores de todo el mundo, uníos!’
Llega 1917 con la revuelta popular contra la Primera Guerra Mundial, con la dimisión del zar Nicolás II, con la reconstitución de los soviets y con la presidencia del social revolucionario Kérenski del Gobierno Provisional de coalición con participación de las clases poseedoras. El gobierno persigue a los bolcheviques y encarcela a Trotski y otros, aunque tiene que liberarlos por carecer de pruebas de su alianza con los alemanes. Los soldados en el frente se rebelan por la paz y proclaman: “¡Cuando la tierra pertenezca a los campesinos, las fábricas a los obreros y el poder a los soviets, sabremos que tenemos algo por lo que pelear y pelearemos!” Y Lenin da un ultimátum: “Todo el poder para los soviets o la insurrección. No hay término medio”. El 17 de octubre (fecha del calendario antiguo), John Reed (todas las citas anteriores y posteriores son suyas) entrevista a Trotski, presidente del Soviet de Petrogrado, quien dice: “El Gobierno Provisional es impotente. La burguesía lo controla. El ejército está con nosotros. Los soviets son la representación popular más perfecta. Apoyados por los soldados de las trincheras, los obreros de las fábricas y los campesinos de aldea son la espina dorsal de la revolución”. Más: “La guarnición de Petrogrado no reconoce al Gobierno Provisional. No obedeceremos más órdenes que las que emanen del soviet de Petrogrado por conducto de su Comité Militar Revolucionario”. Y Kérenski subraya la actividad de Bronstein-Trotski.
Lenin, antes de ocultarse, dijo que la actuación debería ser el 25 de octubre, el día de la apertura del Congreso de los soviets de toda Rusia. Trotski, jefe del Comité, da la orden de asaltar el Palacio de Invierno. El 26 de octubre huye Kérenski mientras detienen a sus ministros. Vuelve Lenin, que sería nombrado presidente del Presidium y de todos los soviets. Trotski, al aceptar el cargo de Negocios Extranjeros, dice: “O la revolución rusa desencadena un movimiento revolucionario en Europa o las potencias europeas aplastan la revolución rusa”.
El 28 de octubre, Kérenski, apoyado por los cosacos, los ferroviarios, que paran los trenes, y los telegrafistas, que no retransmiten, se acerca a Petrogrado. El día 30, Trotski anuncia la derrota de Kérenski abandonado por los cosacos. Trotski escribe a los embajadores aliados en busca de armisticio y paz democrática sin anexiones, a lo que contestan que un armisticio separado con Alemania tendría las más graves consecuencias para Rusia.
En 1918 cae el Káiser Guillermo II en Alemania y acaba la Guerra Mundial. En Rusia, en el mismo año, empieza la guerra civil entre el ejército blanco antibolchevique y el ejército rojo de Trotski. Este gana una guerra con muchos muertos y más pobreza. En 1922, Josif Stalin es el secretario general del Comité Central del Partido Comunista de la Unión Soviética. Su política es ´socialismo en un país’, contraria a la idea de Trotski de extender la revolución proletaria a los países más importantes de Europa y de prevenirse contra la dictadura burocrática. Lenin muere en 1924. Stalin comienza el plan de industrialización y las purgas y Trotski sufre un largo exilio por Turquía, Francia, Noruega y, finalmente México, donde es asesinado en 1940 por el comunista catalán Ramón Mercader, dirigido por el servicio secreto estalinista.

Primer paso: el sistema solar

La Humanidad tiene un enemigo vengativo: la propia Humanidad ¿Se destruirá a sí misma?
El homo sapiens, el animal más inteligente, inventó armas y las empleó para obtener alimento y territorio, luchó contra otros congéneres y mató. Los vencidos que consiguieron huir buscaron vengarse: guerra. Los homo sapiens evolucionaron, se reunieron en naciones y construyeron armas cada vez más letales. Se enzarzaron en guerras de hasta treinta y cien años de duración en las que emplearon explosivos. Y llegaron las guerras mundiales: en la primera se usaron tanques, aviones y gases tóxicos; la segunda trajo el arma definitiva: las bombas atómicas arrasaron dos ciudades japonesas y finiquitaron la contienda porque no había posibilidad de contestación. Pero ahora poseen armas atómicas capaces de asolar el mundo varias veces los Estados Unidos de Norteamérica, Rusia, Reino Unido, Francia, China, India, Pakistán, Israel, Corea del Norte y, posiblemente, Irán, por lo que hay una múltiple posibilidad de contestación. ¿Estamos en estos años, como opinan muchos, inmersos en la tercera guerra mundial? Desde luego hay guerras abiertas entre las grandes potencias y el Estado Islámico, los talibán y los terroristas de todo signo. Además, existe una amenaza de enfrentamiento nuclear entre EEUU y Corea del Norte (con China expectante por si los beneficios) ambas naciones dirigidas por dos niños macarras con un botón rojo para jugar: Trump, un incompetente dotado de mente infantil (hebrefenia) y Kim Jong-un, el obeso desafiante, los dos con su acompañamiento de obedientes secuaces ¿Nos salvará el terror de la destrucción?
La denominada civilización depende de recursos no renovables en camino de agotarse, como el petróleo, que se está obteniendo de prospecciones cada vez más profundas y mediante ‘fracking’, procedimientos que generan una contaminación adicional. Además del empleo como combustible, el aprovechamiento integral del petróleo se consigue con la petroquímica que produce multitud de derivados, entre ellos los plásticos, que acaban en los océanos y en el vientre de los peces. Los desperdicios de todo tipo que son arrojados al mar ponen en peligro el plancton, alimento de peces y renovador de la mayor parte del oxígeno atmosférico ¿Habrá remedio con las energías renovables?
Un ejemplo de corrección ¿a tiempo? lo constituye la sustitución por otros compuestos de los clorofluorcarburos (CFC) empleados en la industria del frío y en aerosoles. Los CFC debilitan la protectora capa de ozono situada a unos veinticuatro kilómetros de altura, que nos defiende de la agresiva radiación ultravioleta, destructora de los microorganismos del suelo y responsable de los cánceres de piel.
Nunca llueve a gusto de todos: hay países con gran deficiencia de agua dulce y otros que contaminan sus aguas con desperdicios, abonos y detergentes. Los nitratos y fosfatos sirven de alimento a las algas y a las bacterias que las descomponen, que al consumir oxígeno destruyen vida ¡En la Tierra hay un mundo de agua para desalar y montañas de hielo para beber!
Un peligro inmediato que está en boca de todos (menos en las de algunos políticos, esos conductores de masas) es el cambio climático producido por el consumo humano. Los combustibles que al quemarlos generan dióxido de carbono, el metano producido por la liberación de gas natural y por la fermentación de residuos orgánicos, y el mismo vapor de agua, impiden la expulsión del calor en forma de radiación infrarroja. El aumento de la temperatura en la Tierra por el efecto invernadero, que según muchos científicos especialistas ya no tiene marcha atrás (aunque todavía puede evitarse que sobrepase ciertos límites), puede acabar no sólo con muchos ecosistemas, sino con la propia vida humana. Ahí está el ejemplo del planeta Venus, el infierno, con un efecto invernadero descontrolado y una temperatura en superficie de más de cuatrocientos grados centígrados. Algunos científicos de renombre abogan por la sustitución de la combustión del petróleo, del gas natural, del carbón y de la madera para la producción de energía, por la energía nuclear que no produce dióxido de carbono ni contaminación química, pero sí residuos radiactivos difíciles de almacenar en depósitos seguros durante el largo tiempo necesario, además del riesgo de accidentes que liberen productos radiactivos. La mejor solución para el suministro de energía a la Humanidad está en la fusión nuclear, la energía de las estrellas, tan difícil de domesticar: unos dicen que es la energía del futuro y otros que siempre lo será.
¿Acabará matándose la prolífica Humanidad? El cura anglicano Thomas Malthus publicó, hacia el año 1800, el libro titulado ‘Ensayo sobre el principio de la población’ en el que advertía del peligro de crecimiento en progresión geométrica del número de habitantes, ya que ”la población aumenta siempre más rápidamente que el aprovisionamiento”. En aquellos tiempos el mundo estaría poblado por unos mil millones de personas; doscientos años después la cifra se ha multiplicado por siete. Estas cifras son aproximadas y proyectarlas al futuro es tarea vana ¿La progresión será aritmética, geométrica o sorprendentemente descendente? Si durante los próximos doscientos años se mantuviese el actual ritmo desenfrenado, la población mundial podría alcanzar el tremendo valor de cincuenta mil millones de personas, una cifra que algunos estiman como el límite que la Tierra podría alimentar “siempre y cuando la distribución de los recursos fuera eficaz y equitativa”. En cualquier caso, la explosión demográfica supone que todos los peligros antes expuestos (guerras, carencia de recursos, efecto invernadero) se agravarán drásticamente con el paso de unas décadas, no de unos siglos.

Las amenazas citadas, tan sucintamente desarrolladas, están tratadas en libros que pueden llenar una abundante biblioteca; unos y otros las resuelven con optimismo o con pesimismo, pero su evolución depende de la propia Humanidad. Mas otros peligros nos acechan por ahí fuera; citemos algunos. El Sol que nos da vida se encuentra hacia la mitad de su existencia en la secuencia principal; hasta dentro de unos cinco mil millones de años no se comerá a la Tierra cuando adquiera la forma de gigante roja, y es de esperar que mientras tanto no se descontrole en su calentamiento. Muchos objetos bombardean la Tierra de continuo, la inmensa mayoría se evaporan en contacto con la atmósfera, pero unos pocos, más grandes, de roca o de hierro, llegan a la superficie. Parece ser que el hielo de un pequeño cometa se evaporó a unos kilómetros de altura y asoló un bosque deshabitado en la región rusa de Tunguska. Las colisiones temibles deben provenir de los asteroides, aunque están vigilados y de momento no se advierte ninguno peligroso. No obstante, ahí está Bennu, llamado el asteroide de la muerte, una condrita carbonácea (que debe contener minerales hidratados y moléculas orgánicas) de casi medio kilómetro de diámetro que podría impactar contra la Tierra si modificase, desafortunadamente, su órbita actual. Ya ocurrió al final del periodo cretáceo: parece demostrado que el choque de un asteroide sobre la Tierra produjo una nube de polvo que oscureció y enfrió la superficie durante tanto tiempo que supuso la extinción de los grandes animales terrestres y buena parte de los oceánicos.

¿Y la madre Tierra? ¿Se enfadará con sus retoños más molestos y los castigará con más erupciones volcánicas, con más terremotos, con más tsunamis, con más inundaciones, con más…? La Humanidad habita en un sistema inestable y hace lo posible para que lo sea más. En general, la gente mira a corto plazo, se detiene, lógicamente, en los problemas cotidianos; pero algunos consideran intervalos de tiempo amplios. Tanto los optimistas como los pesimistas y sobre todos los escritores de ciencia ficción creen que una posible solución consiste en irse a habitar el espacio, en abrir nuevos caminos fuera de este planeta que tenemos ya medio jodido. En realidad, estamos en un planeta situado en una esquina de una galaxia enorme que es una mínima parte de un Universo que, aunque tenga fin, es como si no lo tuviera ¿Adónde ir? En los exteriores de la Vía Láctea (en el centro hay demasiada energía y demasiadas colisiones), según recuentos publicados por los escritores científicos, el astrónomo Carl Sagan y el bioquímico Isaac Asimov, puede haber hasta treinta mil millones de estrellas adecuadas para tener planetas habitables. No obstante, especulan que ‘sólo’ pueden existir “unos seiscientos millones de planetas habitables que contuviesen unas mil trescientas civilizaciones, una en medio millón de planetas con vida, de las cuales la mitad estarían más adelantadas que la Tierra” ¿Por qué no nos visitan ni nos mandan mensajes por microondas? La realidad es que la Tierra está aislada. Si la Humanidad encontrase un planeta habitable, por ejemplo en Alfa Centauri C, la estrella más próxima, situada a una distancia de 4,27 años luz, y si la Humanidad dispusiese de una nave espacial capaz de viajar a 200 km/s (equivalente a 720 000 km/h, velocidad nunca alcanzada) tardaría 6 400 años en llegar al planeta y otros tantos en volver. Cuando llegase podría enviar un mensaje que tardaría cuatro años y tres meses en ser recibido. La nave Pioneer 10, que porta un mensaje grabado en una placa y navega a una velocidad diez veces menor, llegaría a dicha estrella dentro de 64 000 años si fuese en esa dirección. Los astrónomos, que ya son capaces de detectar exoplanetas, creen que el denominado Kepler 452 b tiene unas características posicionales parecidas a la Tierra, pero está a unos 1400 años luz.
Debido a su aislamiento, la Humanidad debe conformarse, por ahora, con visitar y conocer el sistema solar, algo que ya se está haciendo, porque está ahí y porque hay que colonizarlo antes de que lo colonicen otros. El astro más próximo es la Luna, situado a una distancia media de 384400 km, esto es, a unas diez horas de viaje a la velocidad de escape de la Tierra de 11 km/s. El conjunto Tierra – Luna se comporta como un planeta doble cuyo centro de masas se mueve en órbita alrededor del Sol. Su origen, controvertido, dicen que fue debido a una gran colisión entre la Tierra y un protoplaneta del tamaño de Marte: los residuos del choque, por acreción, formaron la Luna. El satélite es una enorme roca sin apenas atmósfera sometido a las letales radiaciones ultravioleta y gamma donde parece imposible que haya habido o haya cualquier tipo de vida; pero tiene agua sólida en zonas de umbría permanente y agua atrapada en cristales bajo la superficie ¿Sería posible que las personas humanas habitasen la Luna? Podrían hacerlo viviendo en cavernas interiores y en cúpulas exteriores especialmente diseñadas. La maquinaria y la mayor parte de los materiales serían llevados desde la Tierra con un coste gravoso. Otra posibilidad de ubicación consiste en la construcción de estaciones espaciales en las posiciones de equilibrio, zonas en las que se compensan las gravedades de la Tierra y la Luna. Son los llamados puntos de Lagrange, en honor al matemático francés que los calculó. Los puntos estacionarios L4 y L5, los de mayor área, se encuentran situados en una órbita superior a la de la Luna, en posiciones simétricas por delante y por detrás de ésta. El transporte de materiales desde la Luna es más barato que en la Tierra, ya que la velocidad de escape es de 2,4 km/s, casi cinco veces menor.
Mercurio es una roca con núcleo metálico. Su atmósfera es casi inexistente y su temperatura muy alta por la cercanía al Sol. Es prácticamente seguro que nunca ha habido y nunca habrá vida en este planeta.
Venus, el lucero de la mañana y de la tarde, es el planeta más próximo. Es gemelo de la Tierra en diámetro, en masa y en gravedad. Está rodeado de una espesa capa de nubes que reflejan la luz del Sol con gran eficacia: el albedo de Venus es del 0,75, por lo que es el tercer astro más brillante del firmamento. Tiene montañas más altas que el Everest, valles y cañones profundos sobre los que llueve ácido sulfúrico generado por el azufre escapado del interior del planeta. La presión en superficie equivale a noventa atmósferas terrestres y la temperatura es de unos 480 grados centígrados. Estos valores infernales han sido provocados por un efecto invernadero descontrolado debido a que el contenido de CO2 de la atmósfera es del 96 % ¿Hubo vida alguna vez en Venus, cuando había agua y otros gases distintos del dióxido de carbono? ¿Será la Tierra totalmente gemelo de Venus en el futuro? Algunos teóricos han estudiado la posible terraformación de Venus para transformarlo en un planeta habitable. Carl Sagan pensó en plantar algas en la superficie para que captasen el CO2; pero traspasar las nubes era misión imposible. Otros han ideado diversos métodos para eliminar la atmósfera incluso mediante cataclismos y oscurecimientos inviables. Y ahí sigue el problema.
Marte es una roca sin núcleo metálico. Se encuentra a una distancia de la Tierra que varía, según las posiciones orbitales, entre 56 y 400 millones de kilómetros. Su atmósfera es tan liviana que la presión en superficie es tan sólo un 1% de la terrestre, por lo que está sometido a radiaciones peligrosas. La temperatura en el ecuador varía entre 27 y -100º C. Al ser más pequeño, tiene menor gravedad que La Tierra. Parece ser que, en el pasado, no tuvo un efecto invernadero apreciable: los gases, dióxido de carbono y agua principalmente, se condensaron en los casquetes polares. Parece posible que el planeta tuviese una era con agua y ríos en la que el clima fuese propicio para la vida ¿Por qué no intentar regenerarlo? Por eso hay vehículos teledirigidos rodando en la superficie marciana (que no han encontrado vida). Se especula calentar Marte provocando un efecto invernadero controlado, pero ¿cómo? Algunos prácticos se atreven a proponer que se explosionen bombas atómicas en los polos para liberar dióxido de carbono y agua además de generar polvo ¡Cosas veredes, mío Cid!
En una órbita superior a Marte se ubica un cinturón de asteroides, el mayor de los cuales es Ceres, llamado planeta enano aunque es más de tres veces menor que la Luna. Puede tener agua en su interior y su temperatura media es de cien grados centígrados bajo cero. También hay cientos de asteroides, el grupo Apolo, que cruzan la órbita terrestre; por ahora no presentan peligro, pero ¿modificarán sus trayectorias por la acción gravitatoria de los planetas? El enorme Júpiter, cuya gravedad es la responsable de la formación de los asteroides, arrastra consigo, situados en los puntos de equilibrio de Lagrange L4 y L5, por delante y por detrás de su órbita, una cohorte de asteroides: los troyanos.
Los gigantes Júpiter y Saturno y los planetas helados Urano y Neptuno podrían albergar vida en las zonas de sus atmósferas en las que la temperatura fuera favorable, pero es muy difícil por falta de soporte. De los cuatro satélites de Júpiter descubiertos por Galileo, Ganímedes, el mayor satélite del sistema solar, y Calisto, ambos de un tamaño comparable a Mercurio, están formados por roca, poseen océanos interiores, tienen algo de oxígeno y su temperatura en superficie está en torno a -150º C. Ío, el satélite más cercano a Júpiter de los galileanos, tiene una gran actividad volcánica con desprendimiento de azufre y de dióxido de azufre, que al disociarse, proporciona una débil atmósfera de oxígeno y azufre. Europa que, como Ío, es de un tamaño similar a la Luna, está formado por roca, hielo en superficie y agua en el interior donde se especula que pueda haber vida. Titán es el mayor satélite de Saturno y tan grande (o más) que Ganímedes; ha sido visitado por la nave orbital Cassini con la sonda descendente Huygens, que han encontrado que posee una atmósfera muy densa formada por nitrógeno, metano y otros hidrocarburos, así como lagos en la superficie del satélite que contienen metano y macromoléculas hidrocarbonadas producidas por acciones fotoquímicas. En Titán, como en Europa, se especula con la existencia de vida microbiana. Otro interesante satélite de Saturno estudiado por la nave Cassini es Encélado, de tan sólo 500 kilómetros de diámetro: Lanza erupciones de hielo y agua procedentes del agua líquida, con sales de sodio y potasio, existente en su interior. Encélado tiene, bajo una corteza de hielo superficial, un océano que está en contacto con el núcleo caliente, por lo que puede haber chimeneas hidrotermales que, como en la Tierra, soporten vida.
¿Irá la Humanidad, masivamente, a algunos lugares del sistema solar descritos? Todos, todos ellos, tan difíciles de conquistar ¿Y más lejos? Quién lo viera.

El debate de la inflación cósmica

En 1981, Alan Guth, un físico teórico y cosmólogo estadounidense, supuso que en el origen del Universo existió un campo uniforme de gravedad negativa al que denominó inflatón. Dicho campo hizo que el espaciotiempo se expandiese por un factor de 1026 (unos cien cuatrillones) durante 10-33 segundos, un tiempo inimaginablemente breve que, no obstante, es diez órdenes de magnitud mayor que el tiempo de Planck. Estas hipótesis intentaban salvar la singularidad a la que conducía la teoría general de la relatividad, con un Big Bang de densidad y temperatura infinitas. Era un intento de justificar el origen sustituyendo la interpretación clásica por la cuántica. Así, se supuso que la incertidumbre cuántica habría hecho fluctuar el valor del campo inflatón produciéndose la inflación cósmica. En consecuencia, la teoría del universo inflacionario supone que el génesis es un falso vacío (con presión negativa y antigravitación) en el que las fluctuaciones cuánticas pudieron conducir a la inflación, estirándose lo microscópico hasta lo macroscópico y creándose el Universo. Según la teoría del campo inflatón, la existencia de galaxias, estrellas, planetas y vida, deriva de la incertidumbre cuántica microscópica amplificada por la expansión inflacionaria; pero, como matiza Brian Green, el campo inflatón es hipotético y su existencia está por demostrar.
El proceso inflacionario habría dado lugar a variaciones de temperatura que quedarían impresas en la radiación cósmica del fondo de microondas (MO), dice Lee Smolin. En efecto, en 1913 el satélite Planck cartografió el fondo MO con mayor detalle que nunca y los datos se ajustaban a la teoría de la inflación. Como señalan Anna Ijjas, Paul Steinhardt y Abraham Loeb (ISL, Inv. Ci., abril 2017) “las fluctuaciones cuánticas en la concentración de la energía inflacionaria da lugar a materia y radiación, para acabar en galaxias merced a la gravedad”. No obstante, siguen diciendo esos autores, “la teoría (inflacionaria) no predice ni el número ni la disposición de las galaxias, ni la cantidad de materia, ni por qué tuvo lugar el Big Bang”. Además, insisten, “la inflación no sólo requiere unas condiciones muy difíciles de obtener, sino que resulta muy difícil de detener una vez que ha comenzado, debido a que las fluctuaciones cuánticas del espaciotiempo varían de un lugar a otro, creando inflación en unas zonas en un proceso sin fin (que conduce a la creación de) múltiples universos con características distintas”. Este es el multiverso del físico teórico ruso – estadounidense Andrei Linde, que tiene su justificación en que la energía oscura repulsiva provoca una inflación caótica eterna. Los autores ISL lo llaman despectivamente multiembrollo, porque no conduce a nuestro universo observable.
Por otra parte, ISL se preguntan si el Big Bang fue una explosión o un rebote, ya que en el rebote no hay inflación. Además, denuncian que la teoría de la inflación no es falsable, ningún experimento puede desmentirla, lo cual no es científico. Sir Martin Rees está de acuerdo con esta afirmación: “Las supercuerdas y la inflación están muy por delante de cualquier comprobación”, dijo. (Una de las múltiples versiones de la inflación establece la relación entre ella y la teoría de cuerdas: ambas conducen al multiverso). Para ISL la teoría inflacionaria no tiene más apoyo que el principio de autoridad. Y este llegó en masa.
El físico español Juan García – Bellido (JGB) afirma contundentemente en el mismo número de la misma revista: “El paradigma inflacionario goza de mejor salud que nunca. Las críticas vertidas contra él resultan falaces y sus alternativas poco creíbles”. Ante la afirmación de ISL de que las desviaciones con respecto a la invariancia de escala de los datos del satélite Planck son minúsculas, JGB responde que no es cierto que los modelos típicos de inflación predigan variaciones de temperatura distintas de las observadas. Con respecto a la detección de las ondas gravitatorias (o gravitacionales), los medios de comunicación se hicieron eco de la satisfacción mostrada por Guth y de su desilusión cuando se publicó que eran debidas a colisiones entre agujeros negros y no eran ondas primordiales generadas durante la inflación. JGB justifica que la huella de las ondas gravitatorias primordiales en el fondo cósmico es aún demasiado pequeña para detectarla. Sobre el rebote, JGB afirma que necesita un ajuste fino más restrictivo que las condiciones iniciales requeridas para la inflación. Y sobre el multiverso dice que no es más que la realización natural a gran escala de las anisotropías del fondo de microondas.

En la revista Investigación y Ciencia no tardó en aparecer un artículo de contestación a ISL firmado por treinta y tres físicos, encabezados por Guth y Linde, en el que aparecen líderes tan notorios como Hawking, Lisa Randall, Susskind, Weinberg, Wilczeck o Witten, entre otros. ¡Todo un golpe de autoridad! Afirman que la inflación es un paradigma dominante en cosmología, como lo confirman los catorce mil artículos que contienen el término en el título o en el resumen. Aseguran que es verificable (pero no lo juran) y que ha sido sometida a un gran número de pruebas que ha superado. Reivindican con gran énfasis que la teoría predice la geometría plana del Universo a gran escala, confirma su homogeneidad y la existencia de fluctuaciones adiabáticas, así como la polarización de los fotones del fondo MO (¿no era un efecto del polvo de la galaxia?). Si hay multiverso, escriben, la inflación serviría para nuestro universo visible. Y hacen una aserción un tanto ingenua: La teoría del Big Bang no explica por qué el Universo presenta una densidad de masa casi igual a la crítica, pero el BB es aceptado, ¿por qué la inflación no lo es, sin reservas?, ¿lloriquean? Dignos: “La teoría de la inflación tiene más de treinta y cinco años, pero nadie dice que esté probada. Va avanzando”.
¡Tantos interrogantes! El influyente físico matemático británico Sir Roger Penrose afirma que un Universo plano sin inflación es más probable que con ella. Además, ¿dónde están los monopolos magnéticos, esos monstruos de enorme masa y tamaño diminuto que deberían haber subsistido al Big Bang? ¿Por qué la antimateria es tan minoritaria? ¿Es suficiente afirmar que la gran fluctuación cuántica que genera el Universo se consigue cuando el falso vacío cumple unas condiciones satisfactorias? La inflación eterna y el multiverso, que suponen un conjunto infinito de resultados, hacen que la inflación no pueda ser probada observacionalmente. Los autores ISL creen que “los cosmólogos deberían considerar nuevas opciones sobre el inicio del Universo”. (¿Es que ellos no se consideran cosmólogos?).

Multiverso

Algunos cosmólogos suponen que el universo donde vivimos no es el único, sino que es uno más entre los muchos mundos existentes. Max Tegmark (nacido en Suecia en 1967) distingue un multiverso procedente de la inflación cósmica, otro derivado de la inflación caótica eterna, que origina una enorme red de universos burbuja, un multiverso cuántico y otro matemático. Brian R. Greene (New York, 1963) clasifica nueve diferentes multiversos según los diversos aspectos que los caracterizan. Veamos de donde procede tanto universo.
En la inflación cósmica, algunos interpretan que ciertas regiones podrían haber detenido su expansión exponencial antes que otras, lo que justificaría que se formasen un número infinito de universos burbuja, uno de los cuales es el nuestro. Alan Guth, el pionero de la inflación, dijo que “la mayoría de las versiones de la teoría de la inflación predicen que no hay un solo universo”. Para justificar la existencia de tantas versiones manifestó: “La física fundamental del multiverso debería ser la misma pero, como dice la teoría de supercuerdas (que es la teoría de cuerdas con supersimetría), no hay un solo tipo de vacío (que no es algo sin nada sino lleno de campos de partículas de Higgs) y la naturaleza de cada universo depende de cómo sea su vacío. Según esto, habría muchos tipos de cosmos”.
La física interpreta el Universo desde el punto de vista clásico de la teoría de la relatividad y desde la perspectiva cuántica. La obtención de una imagen del Universo que aúne las dos interpretaciones, la gravedad y los cuantos, se ha demostrado inasequible excepto para la teoría de cuerdas. Para Leonard Susskind (New York, 1940), descubridor de la teoría junto al japonés – estadounidense Yoichiro Nambu (1921 – 2015), entre las innumerables soluciones que ofrece dicha teoría están las que consiguen unificar la gravedad con las otras fuerzas de la naturaleza. Las soluciones son tantas que se puede establecer un ‘paisaje’ de universos que responden a leyes físicas diferentes, y algunos de ellos son similares al nuestro. Pero Lee Smolin (New York, 1955) afirma que no se puede creer en una teoría que no tiene ni una sola predicción para un experimento real que sirva para refutarla.
La teoría M unifica las cinco teorías de cuerdas previas. Puede haber membranas M de hasta nueve dimensiones más el tiempo. Edward Witten (Baltimore, 1951) incluye un dimensión adicional de supersimetría. Las branas de una dimensión son cuerdas, las de dos dimensiones son hojas de energía. Nuestro universo sería una gran brana tridimensional que flota en paralelo con otros universos brana. Las colisiones entre estos mundos pueden destruirlos, dando comienzo a un nuevo multiverso ‘cíclico’ de universos brana paralelos.
En el multiverso cuántico, interpretación cuántica del multiverso, no hay predicción. Como dice Alan Guth, “en un universo eternamente sometido a inflación, cualquier cosa que pueda ocurrir, acabará ocurriendo; de hecho ocurrirá un número infinito de veces”. Según la interpretación de los ‘muchos mundos’ de Hugh Everett (Washington, 1930 – 1982) cualquier predicción ocurrirá en nuestro universo o en otro, ya que los universos coexisten en un espacio de probabilidades. Según Yasunori Nomura (Japón, 1974), “los múltiples universos burbuja producidos por la inflación no existen simultáneamente en el espacio real: tan solo coexisten en el espacio de probabilidades, es decir, como posibles resultados de observaciones efectuadas por personas que viven en cada mundo”. La interpretación de ‘muchos mundos’ tiene la ventaja de que la función de onda no colapsa porque el universo se ha partido en dos: el gato de Schrödinger está vivo en un universo y muerto en otro.
En el multiverso holográfico, nuestro universo podría ser un holograma, una mera proyección, según Juan Martín Maldacena (Buenos Aires, 1968). Como en la caverna de Platón, nuestras percepciones no son más que un débil indicio de una realidad mucho más rica que está fuera de nuestro alcance. El principio holográfico dice que la cantidad de información en una determinada región es proporcional al área de su superficie. Extrapolando, podríamos suponer que todo lo que experimentamos en nuestro universo es un reflejo de las leyes y procesos que actúan en la frontera. Sabemos que un holograma da toda la información tridimensional en solo dos dimensiones, es decir, en un plano ¿Es nuestro universo un holograma de universos de más dimensiones? ¿Hay universos de cinco dimensiones flotando a un milímetro de distancia del nuestro? ¿Puede estudiarse nuestro universo con las matemáticas más sencillas de otro de cinco dimensiones? Son preguntas que se hace el bueno de Michio Kaku.
¿Será posible simular el universo con ordenadores cuánticos en el futuro? Así lo asegura el informático Seth Lloyd (‘americano’ de 1960). Dice que el universo es un procesador de información gigantesco que es capaz de computación, por lo que deben surgir sistemas complejos como la vida. Las fluctuaciones cuánticas, afirma, realizan la programación del universo. Steven Pinker (Montreal, 1954) disiente: el computador nos dirige hacia el orden, ¿dónde entra el desorden? El segundo principio de la Termodinámica enuncia que la cantidad total de información en el sistema nunca disminuye: si hay orden aquí, habrá desorden allá.
Sobre la existencia real de un universo matemático, Tegmark lo tiene claro: “todas las estructuras que existen matemáticamente, también existen físicamente”. Greene también: “todo universo posible es real”. Para Greene, está resuelto el dilema de si las matemáticas se descubren porque son la naturaleza misma, o se inventan, es decir, no son reales porque el lenguaje matemático creció con nuestra adaptación biológica. Él decide que así como Einstein confió en sus ecuaciones de la relatividad, así como Dirac predijo la existencia de la antimateria (el positrón) desde una solución de su ecuación, “las matemáticas, todas, son la realidad”. Y añade que “la teorización matemática puede guiarnos a verdades ocultas (como el multiverso)”.
Las opiniones contrarias a la teoría de cuerdas y al multiverso son abundantes, desde las dudas de una investigadora en la teoría de universos como Lisa Randall (“no sé si vamos a encontrar pruebas de que existen otros universos”), hasta las críticas de la física experimental griega Maria Spiropulu: “No deberían confiar en deducir la unicidad del Universo partiendo de un conjunto infinito de soluciones de una bella ecuación. Se debería partir de las medidas en el Universo y tratar de encontrar la ecuación que lo describe”. Porque como dice Smolin, ¿cómo experimentar en la escala de Planck donde la longitud, por ejemplo, es 10 (exp)20 veces menor que el núcleo atómico? Sheldon Glashow remacha: “como en la Edad Oscura, nuestra búsqueda puede terminar en actos de fe”.