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    2007-01-02
    )

    La Ciencia En 2006 - Perelman No. 1
    2007-01-02

    Cada año la revista Science coloca una lista de los 10 avances científicos más relevantes, que se publica un poco antes del fin de año (por aquí hemos recogido algunos: 2005 - El año de la evolución, 2004 - Agua en Marte y más, 2003 - Un año de ciencia (la energía oscura) y 2002 - Lo pequeño tiene grandes efectos (la bitácora no da para más antigüedad...)

    Este año, el número 1 se lo lleva la resolución de la conjetura de Poincaré (ahora, una vez resuelto, Teorema de Poincaré, aunque debería ser Teorema de Poincaré-Perelman). Hace unos días, para una QUOnsulta de la revista QUO me tocó explicar a un lector para qué sirve algo así. Aquí mi fallido intento de hacerlo:
    ¿Para qué sirve el teorema de Poincaré?
    Quizá deberíamos comenzar a denominarlo Teorema de Poincaré-Perelman, pues fue el matemático ruso Grigory Perelman quien ha conseguido demostrar esta conjetura propuesta por el francés Henri Poincaré en 1904 y que desde entonces había quedado como uno de los problemas más peliagudos pendientes (recibió, por cierto, el honor de ser considerado uno de los problemas del milenio por el Instituto Clay, una institución privada que estableció un premio de un millón de dólares para quien sea capaz de resolver cualquiera de ellos). Tiene que ver con la topología, una rama de la matemática que se ocupa de las conexiones y continuidades, la proximidad y la existencia de agujeros en cualquier cosa. Suena extraño para lo que vivimos habitualmente, y pensar que para la topología todos los objetos sólidos macizos son equivalentes a una esfera, o que todas las tazas son equivalentes a una rosquilla (en un sentido amplio) puede parecernos completamente inútil. En topología las deformaciones continuas de cualquier objeto -sin rasgar u horadar- no cambian las propiedades dle mismo. Y a eso se refiere el Teorema, que habla de unas superficies análogas a la esfera, pero con una dimensión más. Una vez más, cualquiera se puede preguntar: ¿y qué tiene que ver algo así con el mundo real? Y aunque pueda parecer que no, lo cierto es que muchos problemas del mundo real pueden caracterizarse matemáticamente como superficies en espacios multidimensionales. La topología permite, en estos casos avanzar soluciones a problemas como la distribución del tráfico en una red de carreteras, o el comportamiento global de la atmósfera terrestre... Por otro lado, el que miles de matemáticos se hayan pasado un siglo intentando resolver la conjetura de Poincaré ha permitido, en el camino, encontrar otras interesantes propiedades matemáticas, con aplicaciones en muchos campos de la ciencia y la técnica.
    (Para una buena explicación del teorema, recomiendo la lectura del texto del Tío Petros sobre el tema).

    Sin duda, la espantada -retiro de la vida académica y de casi toda la vida pública- de Perelman que declinó asistir al Congreso Internacional de Matemáticos en Madrid el pasado mes de agosto, donde iba a recibir la Medalla Fields por su enorme contribución a la matemática, y la reticencia del Instituto Clay a dar el premio al ruso, por aquello de que, realmente, su demostración no ha sido publicada como tal en una revista científica con los criterios exigidos por el comité del premio, han contribuido a dotar al asunto del teorema de una mayor relevancia de lo que cabría esperar en un tema de topología tan complejo... Pero ahí está, y en Science se lo reconocen. En el comentario editorial de Donnald Kennedy podemos leer algo delicioso:
    [Perelman] se interesó primero por el flujo de Ricci, un proceso mediante el que regiones topológicas de gran curvatura fluyen hacia regiones de menor curvatura. Identificó también una cantidad, que denominó entropía, que aumentaba durante el flujo. Puntos con una conexión espacial estrecha bloquean la aplicación de estas reglas a dimensiones superiores a 2, de manera que Perelman hubo de abordarlas mediante "intervención quirúrgica". Esta historia es rica en préstamos de la mecánica de fluidos, la termodinámica... ¡e incluso la cirugía! Es difícil trabajar con un objeto tridimensional en un espacio de cuatro dimensiones. La solución de Perelman es un impresionante triunfo del intelecto. Una pena que haya conducido a una controversia amarga, que involucra a otros, que no a Perelman.

    Los finalistas han sido:

    2 - La secuenciación de más de un millón de bases de DNA del Neandertal, fruto del trabajo independiente de equipos europeos y estadounidenses. Los estudios han permitido calcular que la divergencia entre los neandertales y nuestros ancestros se produjo hace 450.000 años. También dejaban la puerta abierta a que pudiera haber existido cruzamiento entre nuestros ancestros y los neandertales, una interfertilidad bastante interesante, y la posterior conclusión de que aún llevamos algunos genes de ellos... o no. Los estudios del DNA fósil, ayudados por las nuevas tecnologías que permiten multiplicar y analizar los conspicuos restos de las excavaciones paleoantropológicas, son sin duda un avance importante en el 2006, y seguro que siguen dándonos muchas sorpresas en este año también.

    3 - El futuro incierto de las capas de hielo polares: este año se han presentado resultados que dejan fuera de la duda científica el hecho de que las dos masas más grandes de hielo del mundo que cubren la Antártida y Groenlandia, están disminuyendo, vertiendo agua a los océanos. Los datos de altimetría laser, de los radares en órbita y de misiones de observación espaciales han permitido obtener las mediciones con mecanismos independientes, y todos convergen en la misma respuesta. La pérdida de hielo es importante en los últimos 5-10 años (sólo Groenlandia pierde una masa de hielo equivalente a 100 Gigatoneladas). Cierto es que por el momento la tasa de pérdida sólo incrementaría el nivel de los mares unos 10 cm por siglo, pero según los modelos podría multiplicarse por 10 a lo largo de este siglo. Para complicar más las cosas, los datos no sólo hablan de la fusión del hielo, sino que muestran un mayor movimiento del mismo: los glaciares van más deprisa, el doble de lo que lo hacían hace un decenio, al menos en la Antártida. Y eso supone más agua en el futuro...

    4 - El hallazgo del Tiktaalik roseae, una especie transicional entre peces y tetrápodos, una especie que apareció hace unos 370-360 millones de años, con tres ejemplares que fueron localizados en la isla de Elsemere en el norte de Canadá en 2004. Su estudio ha permitido ir llenando el hueco evolutivo (para que luego digan los creacionistas) entre peces -sin patas- y los demás animales de cuatro patas, que luego pasaron a andar por la tierra, los muy malvados... Paleofreak comentaba otro hallazgo más reciente, el del Gogonasus, un "peztrápodo anterior al Tiktaali también transicional. Otra de paleontología...

    5 - Los avances en camuflaje, casi de ciencia ficción, presentados en 2006. En mayo, se mostraba cómo se podían reconducir las ondas electromagnéticas alrededor de un objeto de forma que se provocaba su "desaparición". Se presentaba así un metamaterial capaz de hacer camuflajes más efectivos. Y en octubre unos físicos conseguían producir el mismo efecto en frecuencias de microondas. Tecnologías que, sin duda, irán mejorando en próximos años.

    6 - El uso del ranibizumab para mejorar la visión de pacientes del AMD (degeneración macular relacionada con la edad), una enfermedad que produce ceguera debido al crecimiento anormal de vasos sanguíneos en la región central de la retina. El ranibizumab es un fragmento molecular de un anticuerpo monoclonal que, según demostraron en octubre dos ensayos clínicos, frena ese crecimiento. Genética aplicada directamente a la curación de enfermedades, con un medicamento que viene de Genentech, la compañía que inició en 1976 la era biotecnológica moderna.

    7 - Los rápidos mecanismos de la evolución que producen especiación. Otra más para los críticos recalcitrantes del evolucionismo. Science recoge descubrimientos que muestran cómo cambios genéticos en poblaciones van conduciendo a la especiación, lo que permite comprobar la fuerza que representa la contribución de la genómica en todas las áreas de la biología. Estudios sobre los ratones de playa de Florida o sobre cactus, han permitido encontrar que la mutación en un solo gen puede ser a veces el mecanismo responsable a nivel genético de esa evolución. Estudios sobre moscas híbridas modificadas genéticamente permitieron encontrar pares incompatibles de genes que modulan la forma en que se produce la especiación, y otros mostraron que posicionando un gen en dos zonas diferentes se producía un efecto similar en mariposas del género Heliconius. Y otros avances en el efecto que la hibridación de poblaciones con este tipo de genes producen una rápida especiación.

    8 - Las técnicas de microscopía STED (reducción de emisiones estimuladas -stimulated emission depletion-), que permiten utilizar láseres más allá del límite de la difracción impuesta por la microscopía convencional. Estas técnicas, aplicadas a la biología por un equipo alemán permitió obtener imágenes de las pequeñísimas vesículas sinápticas de las neuronas, e incluso llegar a obtener imágenes de objetos nanométricos, como las proteínas neurotransmisoras que se liberan en esas vesículas. Otra técnica de microscopía es reconocida en este séptimo puesto: la denominada PALM (microscopía de localización fotoactivada) que permite marcar moléculas individuales mediante fluorescencia, lo que permitió a un equipo de investigadores en agosto mapear una proteína con una resolución también nanométrica.

    9 - Los secretos de la memoria a largo plazo, desvelados en parte. Un descubrimiento español que mostró cómo en ratones condicionados a parpadear cuando escuchaban un cierto tono, se producía un cambio localizable en su hipocampo, una potenciación a largo plazo (LTP) que refuerza las conexiones entre ciertas neuronas de esa región cerebral cuya asociación con la memoria es conocida desde hace decenios. Otros investigadores corroboraron esos descubrimientos en experimentos independientes y posteriormente se comprobó el efecto de drogas que inhiben esa LTP en la adquisición de nuevos recuerdos. Se trata por lo tanto de avances en los mecanismos moleculares de la memoria. En el artículo de Science hablan de que, en el futuro, sería incluso posible el llamado efecto Marylin Monroe: mediante drogas, inducir la LTP entre determinadas sinapsis de determinadas neuronas para construir recuerdos de hechos inexistentes (por ejemplo, haberse acostado con Marylin, de ahí el nombre del efecto). No se asusten, por el momento es completamente ciencia-ficción.

    10 - Los avances en biología molecular están permitiendo identificar cada vez más funcionalidades y características del RNA. En los últimos años, esas pequeñas moléculas de RNA que son capaces de disparar -o inhibir- la acción de los genes ha sido uno de los campos con mayores avances, y este 2006 no ha sido la excepción, con numerosos descubrimientos de interacción entre ellos, la identificación del trabajo de los llamados piRNAs. El pasado verano fue el boom de estas investigaciones, con varios trabajos publicados de cómo estos complejos (que habían sido identificados al ligarse a los genes piwi que pertenecen a una familia de genes denominada Argonauta, donde están también otros que son controlados -o controlan- el miRNA -microRNA- y el siRNA -small interfering RNA-). Son pequeñas moléculas, con unas 30 bases de longitud, capaces de controlar funciones como el desarrollo y mantenimiento de las células espermáticas en muchas especies. Y ahora se especula con el importante papel que pueden tener en el disparo o inhibición de ciertos genes y con la gran capacidad de modelar el genoma. Toda una nueva ciencia, cada día más soprendente y cada día también más compleja.

    Por supuesto, una de las noticias -malas- del año 2006 también se recoge en la lista, aunque fuera del palmarés: el fraude del investigador surcoreano Wook Suk Hwang y su equipo, que falsearon los datos sobre sus investigaciones en clonación.

    La revista Science no es la única en publicar resúmenes de los avances del año. New Scientist, por su parte, también ha hecho resumen en algunas áreas específicas: en tecnología (invisibilidad, un gel para cerrar al momento hemorragias externas, encriptación mediante cuasares, supercoches...), astronomía (las muestras del cometa Wild2, los datos de Titán y del sistema de Saturno, el agua de Marte, planetas similares a la Tierra, el Nobel del COBE y, por supuesto, la definición de planetas y el paso de Plutón a la categoría de planeta enano -por cierto: sobre los descubrimientos astronómicos, he escrito una entrada más larga en Alfa Centauri-), ciencias ambientales (datos sobre el calentamiento global, sus efectos en el hielo continental, en la migración de ballenas, los temas post-Kyoto, los huracanes, la recesión económica derivada del calentamiento, la deforestación y las extinciones), en biología y medicina (el fallo en un ensayo clínico de una nueva medicina que conmocionó el Reino Unido, crecimiento de tejidos humanos in vitro para trasplantes, la nueva cara de Isabel Dinoire, nuevas técnicas de análisis genético, temas políticos sobre asuntos reproductivos, los debates éticos sobre células madre, el fraude de Hwang)...

    Y, en un tono algo menor, veo en la web de Tricities.com que Jeff Houck ha resumido algunos de estos avances (y otros) en una lista de las 50 cosas que ahora sabemos (t que no sabíamos el año pasado), algo que en otros años he visto que hacía la BBC (igual es un rebote de agencia). Es un poco desorganizada y, sin duda, no todas esas cosas son igual de relevantes. Pero ahí están. (Veo una versión en castellano en el blog de Maikelnai.)


    2007-01-02 20:44
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    Comentarios

    1
    De: Iván Fecha: 2007-01-02 21:12

    Para que luego digan muchos que la ciencia no vale para nada o no avanza, casi na, y ahi solo estan los que creen mas destacados, el total puede ser enorme.



    2
    De: ElPez Fecha: 2007-01-02 21:23

    Y eso que los malvados de Science nada han dicho del avance en el conocimiento del uso del ácido bórico que ha patrocinado El Mundo y los peones negros... ;-)



    3
    De: Ricardo Campo Pérez Fecha: 2007-01-03 12:52

    ¿Y las psicofonías? ¿Qué pasa con las psicofonías?



    4
    De: Sergi0 Fecha: 2007-01-03 13:20

    La foto del punto 5 es en realidad un truco, ¿no? En todo caso es impresionante el avance, aunque lamentablemente la motivación de esa investigación es, hoy por hoy, puramente militar.



    5
    De: Carlos Fecha: 2007-01-03 13:21

    Y luego hay gente que dice que los que no recurrimos a Dios para explicar el mundo perdemos la capacidad de maravillarnos ante la vida, cuando en realidad, la ciencia multiplica la cantidad de ideas capaces de estimularnos.



    6
    De: Iván Fecha: 2007-01-03 14:13

    La multiplica por un monton ademas, y no, lo del punto 5 no es un truco, salio hace tiempo ya, pero el truco esta en que estan proyectando sobre ese tejido con un proyector especial conectado a muchas camaras para las vistas, el tejido en si no emite lo que ves, solo refleja.



    7
    De: Sergi0 Fecha: 2007-01-03 14:53

    Luego sí hay truco. Hay un "proyector especial" y "muchas camaras" que no se muestran en la foto. Sigo sin entender lo de "reconducir las ondas electromagnéticas".



    8
    De: ElPez Fecha: 2007-01-04 00:17

    Por cierto: sobre los descubrimientos astronómicos, aquí una entrada más larga en Alfa Centauri.



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