Resuelven el acertijo de Molyneux 300 años después

Niños indios que han recuperado la visión ayudan a dar respuesta a una importante incógnita sobre la percepción.

MIT

«El sentido del tacto», de J. de Ribera, muestra a un hombre ciego que sostiene una cabeza de mármol en sus manos

Hace más de 300 años, el científico irlandés William Molyneux planteaba el siguiente acertijo: si una persona ciega de nacimiento adquiere la vista a edad adulta y mira un cubo y una esfera, figuras geométricas que antes sabía reconocer y nombrar gracias al tacto, ¿sería capaz de distinguir con la mirada lo que ya sabía identificar con las manos? La pregunta ha permanecido como una cuestión mental sin respuesta durante siglos, hasta ahora. Un grupo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha podido terminar con la incógnita gracias a un estudio con niños ciegos en India, que afortunadamente pudieron recuperar la vista gracias a la cirugía. Y la respuesta es negativa. Los chavales no fueron capaces de hacer la conexión entre lo que veían y lo que previamente habían palpado. No sabían reconocerlo solo con sus ojos. Sin embargo, fueron capaces de adquirir esta habilidad en cuestión de días.

Los hallazgos, que aparecen publicados en la edición online de Nature Neuroscience, sugieren que la respuesta a la pregunta de Molyneux es no. El cerebro no tiene una habilidad innata para conectar diferentes tipos de información sensorial. Eso sí, puede aprender a hacerlo rápidamente.

Sinha y sus colegas identificaron temas de investigación para el estudio a través del Proyecto Prakash (la palabra sánscrita que significa luz), una iniciativa fundada en la India, con una doble misión: restaurar la vista a los niños que tienen formas tratables de ceguera, e investigar cómo el cerebro aprende a procesar la información visual.

La mayoría de los casos de ceguera en la India son causados por una deficiencia de vitamina A, cataratas, distrofias de retina u ópticos o microftalmía (ojos poco desarrollados). Alrededor de la mitad de estos casos son tratables o se pueden prevenir, pero muchos niños ciegos nunca reciben la atención médica, especialmente en las zonas rurales. Desde su fundación en 2004, el proyecto Prakash ha examinado más de 24.000 niños y tratado alrededor de 700.

El estudio más reciente es un buen ejemplo de la doble misión del Proyecto Prakash, explica Pawas Sinha, profesor en el departamento de Ciencias Cognitivas en el MIT. «Estos niños han sido tratados y sus vidas han mejorado, al tiempo que hemos podido responder a una pregunta que ha desconcertado a los científicos durante más de tres siglos», dice.

Sinha inició este estudio junto a Richard Lugar, emérito profesor del MIT de ciencias cognitivas y del cerebro y coautor del artículo. A partir de un viaje de 2007 a India, los investigadores probaron la cuestión de Molyneux con cinco pacientes con edades comprendidas entre los 8 y los 17 años. Todos eran ciegos de nacimiento (cuatro por cataratas congénitas y uno por una opacidad de la córnea).

¿Qué es este objeto?

Cada menor fue puesto a prueba en un plazo de 48 horas después de la cirugía, poco después de que su vendajes fueran retirados. En la primera prueba, a los niños se les mostró un objeto novedoso hecho a partir de piezas de plástico. Luego se les mostraron dos objetos y se les pidió que identificaran el original. Esa prueba establece que los niños pueden ver lo suficiente como para identificar las propiedades relevantes del objeto y que entienden la tarea. Los pacientes realizaron esta prueba con una precisión de más del 90 por ciento. Los pacientes también fueron muy habilidosos para identificar, solamente con el tacto, un objeto que ya habían tocado antes.

Por último, se pidió a los pacientes identificar visualmente un objeto que ya habían tocado antes. En esos casos, sus respuestas no tuvieron mucho más éxito que si lo hubieran dicho al azar. Sus ojos no sabían qué estaban viendo. Sin embargo, cuando los investigadores evaluaron a los pacientes de nuevo, tan sólo una semana más tarde, mostraron una sensible mejora. Habían aprendido a identificar los objetos. Para Yuri Ostrovski, uno de los investigadores que participó en el estudio, esta evolución significa que algunas tareas visuales, tales como la percepción de una cara, pueden tardar de seis a 12 meses en ser aprendidas después de recobrar la vista.

Un experimento «muy elegante»

Los investigadores creen que el cerebro aprende a hacer conexiones entre los diferentes tipos de información sensorial mediante el análisis de la duración de cada estímulo. Por ejemplo, si nos fijamos en un teléfono móvil y suena, el cerebro recibe a un tiempo sincronizado aportaciones de los diferentes sentidos.

David Somers, profesor asociado de psicología en la Universidad de Boston, describe el experimento como «muy elegante». «Tradicionalmente, en la neurociencia, muchas ideas vienen de la desgracia -alguien tiene un accidente y sufre un daño cerebral, o sale mal de una consulta-», explica Somers. «Hasta ahora, hemos tenido que esperar a que el cerebro falle para analizarlo. Aquí, tenemos la situación opuesta».

Fuente.

ABC (España)

Nuestra retina mira hacñia la nuca, no "hacía adelante"

Tener algún tipo de ojos parece muy útil para cualquier tipo de ser vivo que necesite moverse para comer, evitar ser comido o reproducirse. Tan útil, que se estima que distintos tipos de ojos han evolucionado hasta 100 veces independientemente. Como mínimo, se tienen pruebas de ojos en épocas tan tempranas como el Cámbrico (hace ~500 millones de años), aunque es posible que existieran en animales anteriores que al no tener partes duras no dejasen fósiles.


Arriba: Representación artística de la fauna típica tras la explosión del Cámbrico, que algunos [6] atribuyen a la carrera armamentística evolutiva desatada con la invención misma de los ojos. Abajo: Fósil de Xandarella (un tipo de Trilobites) de hace ~500 millones de años, donde ya existían ojos diferenciados (créditos [4]).

Es obvio que el ojo ha evolucionado independientemente al comparar ojos tan dispares como los de los mamíferos y los de los artrópodos. Pero si nos fijamos en los de un mismo linaje familiar, por ejemplo el de los mamíferos por ser el que nos toca, la evolución no puede más que ir adaptando y moldeando el ojo de las distintas especies dentro de sus posibilidades. Nunca reinventar el ojo desde cero. Para lo bueno, y para lo malo, una vez "decidido" un diseño, es imposible volver atrás porque la evolución no es un proceso de diseño consciente.

Un ojo animal se define como un órgano fotosensible capaz de formar imágenes, por muy rudimentarias que sean. Hay animales que tienen ojos compuestos, otros con sencillas cámaras huecas con un "agujerito" por donde entra la luz sin ningún tipo de enfoque (modelo pinhole del nautilus), y luego están los complejos ojos de los mamíferos con potentes lentes que nos permiten incluso variar el enfoque y ver cosas nítidamente a distintas distancias estirando el cristalino con unos músculos especiales.

Pero siendo tan perfectos como son, nuestros ojos tienen sus fallos, y es de lo que trata el post de hoy. Comparemos nuestro ojo con el de los pulpos, y notaremos algo muy curioso:

Comparación de nuestros ojos de vertebrados (izquierda) con los de los pulpos (derecha).

Aunque parezcan muy similares, han evolucionado independientemente. Eso sí, a partir de maquinaria molecular (en forma de proteínas codificadas en el ADN) de nuestro ancestro común con los pulpos, que hace mucho tiempo pasó a mejor vida.

Ambos ojos tienen un complejo sistema de lentes que permite enfocar la luz hacia la retina, que es el tejido fotosensible que recubre el fondo del ojo. La retina tiene células especiales que al detectar luz, generan un pulso eléctrico que es recogido por nervios. El manojo de cables eléctricos que son todos esos nervios salen del ojo hacia el cerebro para interpretar los pulsos como alimento, un depredador u objetos complejos según la capacidad de percepción que tenga el animal en cuestión.

Pero si te fijas en el dibujo de arriba, el "manojo" de cables sale de distinta forma en los vertebrados (nosotros) y en los pulpos. En este segundo caso, los nervios se conectan a la retina por detrás, de forma que todos se reunen en un punto para ir al cerebro.

Pero en nuestro caso, los nervios... ¡¡van por delante, tapando la visión!! ¿A qué ingeniero se le ocurriría este diseño absurdo?. De hecho, al tener que salir todos los nervios por algún sitio, en ese punto no puede haber sensores fotosensibles. Éste es el origen del punto ciego, ese gran fallo del ojo que nuestro complejo cerebro se encarga de ocultar a nuestra consciencia.

En efecto, si miramos una sección de la retina humana, vemos que está organizada en capas, y las células fotosensibles (los conos y bastones) están abajo del todo. En las capas superiores se agrupan las células ganglionares, un tipo especializado de neuronas que toman cada una la señal producida por decenas de células fotosensibles:

Fuente: Anatomía de Gray

A pesar de su pequeño espesor (sobre 0.5mm), la retina bloquea bastante luz a las células fotosensibles del fondo, pasando la mayor parte de la luz solamente por los alrededores de dichas células ganglionares. El siguiente dibujo de Ramón y Cajal (de los poquísimos premios Nobel españoles) detalla esta organización de las células retinales, esta vez con el fondo del ojo hacia la derecha (la luz entra de la izquierda).

Por tanto, vemos que, pudiendo perfectamente "hacerlo bien" (cablear por atrás del ojo) como hicieron los pulpos o los calamares, en nuestro caso la evolución tomó el caprichoso y tortuoso camino de poner los cables delante de la cámara.

Como no podía ser de otra manera, a pesar de este "fallo de diseño", la evolución perfeccionó el sistema lo suficiente como para permitirnos una visión estupenda. La compleja red de neuronas ganglionares se especializó en realizar un sistema de detección de bordes en la imagen, un "preprocesado" que facilita mucho el trabajo al cerebro. Además, algunas de estas neuronas, ya que estaban enmedio del camino de la luz, desarrollaron su propia fotosensibilidad, dando lugar al reflejo fotomotor de la pupila.

Ver más entradas de la serie: fallos de la evolución

Para leer más: 1, 2, 3, 4 [Animal eyes, Oxford U.P.], 5, 6, 7, 8 (excelente artículo en Amazings muy relacionado)

Fuente:

Ciencia Explicada

50 años del primer hombre en el espacio: Historia, datos y video

Hoy podría ser un día como cualquiera y de hecho pareciera que lo es. Pero no. Hoy se cumplen 50 años desde un cambio no menor en la historia de la humanidad: el día en que el primer hombre fue al espacio; el día en que todos conocimos a Yuri Gagarin para siempre.

Fue el 12 de abril de 1961 cuando el cosmonauta soviético -de 27 años- se embarcó al espacio a bordo de la esférica cápsula Vostok 1 orbitando una vez alrededor de la Tierra, justo cuando la carrera espacial se encontraba en extinción y con los estadounidenses a punto de abortar sus planes espaciales. Y esta fecha adquiere una relevancia aún mayor de la mano del legado de Gagarin, luego de que hace un escaso par de semanas se revelara la verdadera historia del cosmonauta con su amigo y colega Vladimir Komarov y el trágico proyecto posterior al Vostok: el Soyuz 1.

La misión rusa duró sólo 108 minutos, orbitando a una velocidad de alrededor de 28.200 km/h y con una altura máxima de 327 kilómetros de altura. Luego fue disminuyendo su velocidad y altitud para concluir exitosamente con el Vostok de vuelta en suelo soviético.

Para describir brevemente la nave Vostok y su éxito, podemos decir que su forma esférica le permitía eliminar los cambios en el centro de gravedad, pero no contaba con propulsores, por lo que no podía aterrizar con su tripulante aún en su interior. Por ello, Gagarin debió eyectar aproximadamente a 6,5 kilómetros de altura, algo que no se supo hasta mucho después y que técnicamente le resta el mérito de ser “la primera misión tripulada al espacio”. Pero vamos…

Su diseño permitió que en su lanzamiento la nave alcanzara la velocidad necesaria para escapar de la fuerza gravitacional, cosa que los intentos anteriores no habían logrado.

Y como son cincuenta años, la avalancha de homenajes no iba a dejarse esperar. Tal como en conmemoraciones anteriores (20 y 30 años), el estado ruso lanzó una serie limitada de monedas relacionadas al evento. También partió una cápsula rusa nombrada “Gagarin” desde la misma rampa de lanzamiento original, pero ahora con una tripulación mixta, ruso-estadounidense. Pero entre las que más nos atañen, ya es posible ver tradicional Google Doodle en la página principal del navegador. Y acaso lo más interesante sea el estreno del documental “First Orbit” con su página especial en YouTube, una película de justamente 108 minutos con la historia de Gagarin a bordo del Vostok. Si tienen tiempo, véanla:

Fuentes:

Fayer Wayer

RT en español

Japón aumenta alerta de Fukushima al nivel de Chernóbil

Las autoridades japonesas subieron la alerta del accidente nuclear en la planta de Fukushima Daiichi a nivel 7, el más alto de la escala internacional para desastres nucleares, y el mismo nivel en el que fue catalogada la crisis de Chernóbil en 1986. Hasta ahora, la emergencia estaba catalogada en nivel 5.

La Agencia de Seguridad Industrial y Nuclear de Japón hizo el cambio ante la cantidad de material radioactivo acumulado, sumando todo lo que ya fue expulsado al medioambiente. Según la escala internacional, un accidente nivel 7 indica que ya se han expulsado decenas de miles de terabecquerels (billones de becquerels) de yodo radiactivo 131. Según las autoridades, la cantidad de material todavía es menor al registrado en Chernóbil, sin embargo, es suficiente para entrar en el nivel máximo de emergencia.

El vocero de gobierno, Yukio Edano, recalcó sin embargo que el alza en el nivel de gravedad no significa que la situación en Fukushima esté “empeorando”. De hecho, se ha considerado que el material que sigue saliendo de la planta ha disminuido.

La empresa dueña de la planta, Tokyo Electric Power (Tepco), se disculpó nuevamente por no poder detener la filtración de radiación. “La fuga de radiación no se ha detenido completamente y nuestra preocupación es que la cantidad filtrada podría llegare posiblemente al de Chernóbil o excederlo”, señaló Tepco. La compañía indicó que la mayor parte del material se ha fugado del reactor número 2, dañado por una explosión el 15 de marzo pasado, cuatro días después del terremoto de 9 grados que azotó a Japón.

Links:
- Japan ups Fukushima nuke crisis severity to 7, same as Chernobyl (Kyodo News)
- Japan raises nuclear crisis to same level as Chernobyl (Reuters)
- Gov’t apologizes after raising nuclear crisis level to highest (Japan Today)

Fuente:

Fayer Wayer

Algoritmos de ordenamiento con baile húngaro, rumano y gitano

Hay muchas cosas que tenemos tan incorporadas, tan automatizadas, que las creemos obvias. Si, en cambio, tuviésemos que explicarle a alguien cómo se suma, nos daríamos cuenta de que sumar no es una habilidad innata. Hay que ir más atrás y contar dos conjuntos de piedritas para saber cuánto suma el conjunto completo. El mismo hecho de contarlas tampoco es innato, hay que aprender la secuencia e ir identificando cada piedrita con un número. Aprender a contar piedritas es el algoritmo más básico que se aprende. A medida que ganamos experiencia con él, lo usamos para sumar piedritas, restar piedritas. Algunos terminan tirando piedritas en el estadio y no avanzan mucho más.

En esta nota, veremos algunos algoritmos bastante más elaborados explicados con danza húngara, rumana y gitana. Eso no se ve todos los días.

Las calculadoras también siguen algoritmos, y actualmente nadie se pregunta qué hace la maquinita si preguntamos por la raíz cúbica de 100. Por dentro, como adivinará el lector, se sigue un algoritmo que converge al resultado. Pasa lo mismo con los lenguajes de programación, que traen esas y muchas otras funciones ya incorporadas y casi nadie se pregunta cómo lo hacen. Sólo buscamos en el índice de funciones a ver si ya existe. ¿Para qué, si alguien ya lo inventó?

Bueno, la verdad es que cada cierto tiempo nacen nuevos lenguajes de programación, o nuevos compiladores para los que ya existen. La gente detrás de esos inventos debe replantearse la manera más eficiente de sumar, transponer, invertir y diagonalizar matrices, maximizar y minimizar y muchas otras tareas. Es como reinventar la matemática de cero para enseñársela al autómata y hacerlo trabajar rápido, con pocos recursos, estabilidad y precisión.

Uno de los algoritmos más estudiados, por la multiplicidad de soluciones y el comportamiento variable en relación a la cantidad de elementos de un conjunto, es el algoritmo de ordenamiento. Algunos son muy rápidos en conjuntos pequeños, pero se vuelven lentísimos conforme aumenta la población. Otros sólo tienen sentido cuando se trata de conjuntos grandes pero son muy aparatosos para ordenar 5 elementos.

En el sitio I, Programmer, publicaron ejemplos de cómo funcionan los algoritmos de ordenamiento usando danzas típicas de Europa del Este para ilustrarlos. Primero el más simple, el Bubble Sort. Se recorre el conjunto intercambiando de posición los elementos que no están en el orden correcto. El algoritmo “acompaña” al último elemento que cambió a una posición más alta, hasta encontrar un elemento mayor para a éste, y así va quedándose con el mayor hasta alcanzar el final del conjunto. Luego empieza de nuevo y, si al terminar el recorrido no hay modificaciones, entonces ha terminado.

Segundo, Shell Sort, es como el anterior pero compara individuos no necesariamente adyacentes.



El Insert Sort opera en principio como el Bubble Sort, pero la secuencia no acompaña al mayor elemento que ha cambiado de posición sino que lo deja en pausa y primero comprueba si el elemento que ha descendido una posición debe seguir descendiendo. Cuando termina esa comprobación vuelve al elemento mayor que había dejado en pausa. El siguiente es un baile rumano, algo más lineal que los húngaros.



Finalmente, el Select Sort toma un elemento que será el protagonista y lo va comparando con el resto del conjunto. Si encuentra un elemento menor, intercambian posiciones y el menor pasa a ser el protagonista. Si un protagonista recorre todo el conjunto sin encontrar ningún número mayor, significa que está en la posición correcta y el protagonismo pasa al siguiente. Este algoritmo no es más caótico que los otros, pero el baile gitano elegido para representarlo si es bien desordenado:



Faltaron los dos algoritmos más eficientes para conjuntos grantes: el Quick Sort, que usa un pivote para subdividir el conjunto y ordenar en paralelo, y el Merge Sort de John Von Neumann, que también divide para hacer subrutinas de ordenamiento en paralelo. Confiamos en que los lectores lo intentarán en su próximo cumpleaños.

Tomado de:

Fayer Wayer

Primer Congreso Aeroespacial del país será en Ica

Por primera vez, se llevará a cabo en el país el Congreso Aeroespacial denominado “Ica, ciudad del futuro”.

El evento, organizado por el Gobierno Regional de Ica y la ONG Círculo de Arena, se desarrollará con motivo del 50° aniversario del Primer Viaje del Hombre al Espacio, así como en homenaje al cosmonauta ruso Yuri Gagarin, el primer hombre en volar al espacio a bordo de la nave Vostok 1.

La cita será el 12 de abril del presente año.

Fuente:

La República