21 de noviembre de 2001

Mente y belleza

Por Martín Bonfil Olivera
(Publicado en Humanidades,
periódico de la Coordinación de Humanidades de la UNAM,
el 5 de mayo de 2004)
Para Enrique, por tantas explicaciones.

El estudio del comportamiento humano es quizá una de las áreas más controvertidas en las ciencias biológicas. El debate entre lo que es producto de la cultura y lo que tiene una base biológica o genética ha durado cientos de años, y sigue siendo tema de debate e investigación. El comportamiento sexual del ser humano ha sido uno de los temas más favorecidos por este tipo de investigaciones.

Hace unos años, por ejemplo, varios investigadores, entre los que se encontraban Dean Hammer y Simon LeVay, investigaron acerca de las causas biológicas de la homosexualidad, el primero encontrando genes relacionados con este comportamiento, y el segundo estudiando las diferencias en ciertas estructuras de los cerebros de hombres homo y heterosexuales. Estos resultados parecían apoyar la idea de que las preferencias sexuales son algo determinado biológicamente, y no tanto un rasgo cultural aprendido (o incluso elegido por decisión personal). Desde luego, las protestas de quienes consideraban que este enfoque era reduccionista y absurdo no se hicieron esperar.

Pero la tecnología avanza, y los métodos para estudiar el funcionamiento cerebral permiten hoy hacer experimentos en humanos que antes hubieran sido inconcebibles (no por peligrosos o poco éticos, sino literalmente porque a nadie se le hubiera ocurrido que pudieran llevarse a cabo –excepto quizá a los escritores de ciencia ficción).

Recientemente, un reporte difundido por la agencia Reuters indica que investigadores de la universidad de Harvard han estudiado la respuesta cerebral de hombres heterosexuales ante las caras de individuos de uno y otro sexo considerados atractivos. Los resultados son por demás interesantes, y abren vías para numerosas investigaciones posteriores, así como para la especulación e incluso las visiones fantacientíficas.

Para el estudio, publicado en la revista Neuron, los científicos utilizaron una de las nuevas técnicas para obtener imágenes del interior del cuerpo vivo, todas ellas basadas en el fenómeno de resonancia magnética nuclear (RMN), descubierto en 1946. Las técnicas de RMN aprovechan la propiedad que tienen ciertos átomos –en particular el de hidrógeno– de absorber radiación electromagnética –ondas de radio– y emitirlas de nuevo con cambos en su fase o su frecuencia. Como las moléculas que forman la materia viva contienen abundante hidrógeno, y como la absorción y emisión de radiación varía según el tipo de tejido, es posible, utilizando computadoras, formar imágenes nítidas del interior del cuerpo vivo. Inicialmente estas imágenes estaban limitadas a una especie de “rebanadas” bidimensionales, pero posteriormente se ha avanzado hasta obtener imágenes volumétricas e incluso “videos” en los que puede apreciarse el movimiento o el flujo de sangre que ocurre en el interior de un cuerpo –o un cerebro– vivos.

En particular, la técnica particular utilizada en el estudio al que me refiero se denomina MRI, o visualización por resonancia magnética (magnetic resonance imaging). El experimento consistió en 3 fases: en la primera, varios varones heterosexuales jóvenes observaron en una pantalla fotos de rostros de hombres y mujeres, y las clasificaron en “atractivas” o “normales”. Las caras ya habían sido clasificadas previamente mediante un estudio de opinión. Se encontró que las opiniones de los sujetos del experimento coincidían con la clasificación previa: tanto caras femeninas como masculinas podían ser reconocidas como atractivas o “promedio” por los sujetos.

En la segunda fase, utilizando otro grupo de varones con las mismas características, los sujetos podían controlar mediante un botón el tiempo durante el que el rostro aparecía en la pantalla: se notó que tendían a ver por más rato los rostros femeninos atractivos, mientras que hacían desaparecer rápidamente todos los demás.

Finalmente, en la tercera etapa –la más interesante–, un tercer grupo de jóvenes observó las fotos mientras que los científicos observaban el interior de sus cerebros utilizando MRI. En particular, se estudiaron ciertos centros cerebrales (conocidos como “centros del placer”, entre ellos el llamado nucleus accumbens) cuya actividad ha sido relacionada con objetos placenteros (o como dicen los especialistas, “gratificantes”), por ejemplo, con la comida, las drogas o el dinero.

El resultado fue claro: sólo las fotos de mujeres atractivas activaban los “centros del placer”; las fotos de hombres, aun si eran considerados atractivos, no producían la activación de estas zonas cerebrales, e incluso produjeron “lo que puede considerarse como una respuesta de aversión”, en palabras de Hans Breiter, autor principal del estudio.

La finalidad del estudio era separar la apreciación estética de rostros bellos de la atracción hacia ellos (cuestión que ha sido debatida, según comentan los propios autores, desde hace largo tiempo en el campo de la estética –Kant se preguntaba si la percepción de la belleza podía separarse del deseo). El tema es apasionante, y tiene ramificaciones que abarcan de lo biológico (las bases evolutivas de la apreciación de la belleza) hasta lo social (la posible discriminación laboral hacia personas “promedio” para favorecer a la gente guapa).

Sin embargo, la metodología y las características del los sujetos resultan muy sugerentes más allá el campo de las bases neurológicas del juicio estético.

Por un lado, y regresando al tema con que inicia este texto, el experimento obvio que uno pensaría es realizar la misma prueba con individuos homo y bisexuales (así como mujeres con diversas orientaciones sexuales). Aunque el sentido común predice que los “centros de placer” de los cerebros de homosexuales sólo reaccionarían ante rostros atractivos del mismo sexo, y los de bisexuales ante los de cualquier sexo, sería muy interesante comprobar si en efecto sucede así. (Las elaboraciones sofisticadas como una “máquina para detectar homosexuales” me parecen demasiado fantasiosas –por inútiles–, pero sería interesante encontrar también si las reacciones cerebrales coinciden siempre con lo que se afirma a nivel consciente, por ejemplo en personas que no aceptan la atracción que sienten por su mismo sexo.)

Sin embargo, hay que tener cuidado. El boletín de Reuters cita a Nancy Etcoff, una de las coautoras del estudio, comentando que los resultados sugieren que “la percepción humana de la belleza puede ser innata”. Me parece que la afirmación es muy arriesgada: no hay que confundir el encontrar una estructura cerebral que se correlaciona con un fenómeno mental, con el erróneo concepto de que dicha estructura es el fenómeno. El hallar que un gen o una estructura cerebral sean indispensables y participan en un fenómeno de la conciencia no quiere decir que dicho fenómeno no sea mental, sino físico: por el contrario, sería absurdo pensar que pudiera haber fenómenos mentales que no tuvieran un sustrato en el cerebro.

Al final, lo que quizá este tipo de experimentos logren es enfrentarnos a la visión dualista que todavía muchas veces tenemos cuando nos enfrentamos al estudio de lo mental.

7 de noviembre de 2001

Los premios Nobel 2001

Por Martín Bonfil Olivera
(Publicado en Humanidades,
periódico de la Coordinación de Humanidades de la UNAM,
el 7 de noviembre de 2001)

Cada año, en el mes de octubre, se anuncian los ganadores de los premios Nobel, esa especie de óscares del mundo de la ciencia, la literatura y la economía. En esta ocasión los premios científicos (fisiología o medicina, física y química) recayeron en tres tríos de investigadores, principalmente estadounidenses, cuyos logros abarcan interesantes campos de frontera.

William Knowles, Ryoji Noyori y Barry Sharpless (japonés el segundo y estadounidenses los otros dos) fueron elegidos para recibir el premio Nobel de química, “por su trabajo en reacciones de hidrogenación y oxidación catalizadas quiralmente”. Por su parte, Eric Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl Weiman (el segundo alemán naturalizado estadounidense, y los otros estadounidenses por nacimiento) recibirán el premio de física “por obtener condensación de Bose-Einstein en gases diluidos de átomos alcalinos, y por los primeros estudios fundamentales de las propiedades de los condensados”. Finalmente, Leland Hartwell, Timothy Hunt y Paul Nurse (estadounidense el primero e ingleses los otros) ganaron el premio de fisiología o medicina por ser descubridores de “reguladores clave del ciclo celular”.

Como siempre, hace falta algunas explicaciones para entender precisamente el significado de estos logros.

Vemos primero el premio de química: destacan dos palabras: “catálisis” y “quiralmente”. La primera no es tan desconocida: la catálisis es un fenómeno químico que consiste en que una reacción química es acelerada (o, en ocasiones, retardada) por la participación de una sustancia (el catalizador) que no es consumida en la reacción: el catalizador modifica la velocidad de la reacción. Las enzimas, proteínas que controlan las reacciones químicas que ocurren dentro de las células vivas, son quizá los catalizadores mejor conocidos.

Respecto a la segunda palabra, la quiralidad es una propiedad de las moléculas que pueden existir en dos formas, una “izquierda” y otra “derecha”. En la química de todos los días, especialmente la inorgánica, no es frecuente encontrar este tipo de sustancias, pero en la química orgánica, y especialmente en la bioquímica, son de lo más común. Los aminoácidos que forman nuestras proteínas, o los azúcares que pueden utilizar nuestras células, por ejemplo, sólo son útiles en una de sus dos formas posibles. Los fármacos normalmente también sólo tienen efecto en una de sus dos presentaciones, y la opuesta puede incluso resultar dañina. El problema es que para los químicos resulta extremadamente difícil fabricar sólo una de las dos formas: normalmente se obtiene una mezcla en partes iguales.

El trabajo premiado con el Nobel de química consiste en la obtención de catalizadores que permiten llevar a cabo reacciones en las que se produce sólo una de las dos formas de una molécula en particular. Esto se logra gracias a que dichos catalizadores son en sí mismos quirales (es decir, son “izquierdos” o “derechos”). Los catalizadores desarrollados por Knowles y Noyori permiten realizar reacciones de hidrogenación (también conocidas como de reducción), mientras que los que obtuvo Sharpless catalizan reacciones de oxidación. De este modo, será posible obtener con gran eficiencia y pureza compuestos que seguramente resultarán vitales para la industria farmacéutica: actualmente ya se ha obtenido mediante estos métodos la L-dopa, útil en el tratamiento del mal de Parkinson.

El premio Nobel de física, por su parte, es resultado de los trabajos de un físico hindú de apellido Bose, quien escribió a Einstein en 1924 para comunicarle algunos cálculos que había realizado sobre las propiedades de los fotones. Einstein extendió los cálculos de Bose para aplicarlos a átomos, y predijo que si ciertos tipos de átomos se enfriaran podrían sufrir una especie de cambio de estado en el que pasarían a ocupar todos un mismo nivel de energía. Comparando esta transición a lo que ocurre cuando un gas se condensa para formar un líquido, se le llamó “condensación de Bose-Einstein”. Cornell y Weiman lograron en 1995 confirmar este predicción y obtener un condensado Bose-Einstein al enfriar unos dos mil átomos de rubidio a dos milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto (un logro tecnológico verdaderamente notable). Ketterle, por parte, realizó experimentos similares, pero usando átomos de sodio, y además en mayor número, lo que permitió estudiarlos más detenidamente.

Los átomos que forman un condensado Bose-Einstein se comportan de manera particular, pues además de estar en un mismo nivel de energía, en cierto modo se superponen unos con otros. Los físicos afirman que su comportamiento es similar a los de los fotones en un rayo láser (en el que la vibración de los fotones está perfectamente sincronizada, a diferencia de lo que sucede con los desordenados fotones de la luz común). Gracias a esto, los condensados Bose-Einstein han sido ya utilizados para estudiar las propiedades de la luz, lográndose disminuir su velocidad e incluso detenerla. Se espera que estos desarrollos tengan aplicación en los campos de la nanotecnología (tecnología a escala microscópica).

Finalmente, el premio de fisiología o medicina se otorga a estudios que revelan el mecanismo que controla uno de los fenómenos más centrales de la vida: el ciclo celular. Las células son la unidad fundamental de los seres vivos, y por tanto nacen, crecen, se reproducen y... bueno, como las células se reproducen dividiéndose para formar dos células nuevas, estrictamente no mueren. Y precisamente el ciclo celular consiste en la secuencia en que una célula nueva crece, luego comienza a duplicar su material genético (ADN) en preparación para la división, luego continúa creciendo mientras confirma que todo esté en orden y finalmente, se divide. Cada nueva célula lleva consigo una de las copias del ADN completo.

Los trabajos de Hartwell en los sesenta permitieron estudiar el ciclo celular, identificando los genes que lo controlan, en particular el gen que da inicio al proceso. Hartwell también descubrió que las células revisan que la duplicación del ADN haya sido realizada sin errores antes de proceder a la siguiente fase del ciclo celular.

Hunt, por su parte, descubrió que las proteínas llamadas ciclinas, que se forman y se destruyen secuencialmente a lo largo del ciclo celular, son las encargadas de controlar sus distintas fases. Y Nurse descubrió posteriormente que ciertas enzimas, activadas por las ciclinas, modifican a otras proteínas para a su vez activarlas o desactivarlas.

De este modo, los trabajos de estos investigadores han permitido desentrañar gran parte del mecanismo general por el que los genes, fabricando proteínas que a su vez controlan la actividad de otras proteínas y genes, regulan el crecimiento ordenado de las células. Sus descubrimientos han tenido gran importancia para el estudio del cáncer, que consiste fundamentalmente en un crecimiento desordenado y dañino de células.

Como se ve, los tres premios abren nuevas áreas de desarrollo para sus respectivas ciencias. Muy apropiado para un premio que este año cumple un siglo de distinguir lo más destacado en el campo de la ciencia.