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lunes, 10 de septiembre de 2012

Evolución humana explicaría el efecto placebo


Martínez (Tendencias21.Net)

  • 09 septiembre 2012
  • Un modelo matemático establece una relación entre este efecto y la necesidad orgánica de ahorrar recursos energéticos.
    • Foto: Especial
    Investigadores de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido, han utilizado modelos matemáticos para estudiar el efecto placebo. Gracias a ellos, han podido establecer que este efecto existe por razones evolutivas. Según los científicos, la puesta en marcha del sistema inmune resulta tan costosa para el organismo que éste espera “señales” (como una pastilla) para activarlo. De este modo, el cuerpo garantiza el ahorro de sus propios recursos energéticos.

    Una sustancia placebo es aquella capaz de provocar un efecto positivo a ciertos individuos enfermos, si estos no saben que están recibiendo un medicamento falso y creen que es uno verdadero. Es decir, es un tratamiento cuya acción directa no es efectiva, y que funciona debido a las creencias del paciente.

    Varias cuestiones emergen de este hecho: si la gente es capaz de recuperarse sin ayuda externa, ¿por qué necesita de un placebo –una señal exterior- para curarse?¿Por qué no hemos desarrollado la capacidad de mejorar inmediatamente por nosotros mismos?

    Dado el misterio de la cuestión, la ciencia ha intentado desentrañar el secreto del placebo en diversas ocasiones. Por ejemplo, en 2007, una investigación desarrollada por neurólogos de la Universidad de Michigan reveló un posible mecanismo neuronal que explicaría este efecto.

    Según los científicos de la UM, cuando una persona cree que va a tomar una medicina, su cerebro activa una región vinculada a la habilidad de experimentar un beneficio o una recompensa, el núcleo accumbens, y segrega dopamina, provocando el alivio al dolor.



    Esperando una señal

    Ahora, investigadores de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido, han arrojado nueva luz sobre el tema. Los científicos británicos, de la Escuela de Ciencias Biológicas de dicha Universidad, desarrollaron modelos matemáticos del efecto placebo, con el fin de estudiarlo.

    Los resultados obtenidos con estos modelos ofrecen una posible explicación evolutiva del fenómeno, y sugieren que el sistema inmune tiene un “interruptor” de encendido y apagado, controlado por la mente.

    Según publica NewScientist, la presente investigación comenzó con una observación realizada por Peter Trimmer, biólogo de la Universidad de Bristol y director del estudio: algo parecido al efecto placebo ocurría con muchos animales.

    Por ejemplo, el organismo de los hámsters siberianos no lucha contra una infección si las luces de su jaula-laboratorio imitan los breves días y las largas noches del invierno. Pero si se cambia este patrón lumínico, de tal manera que parezca que es verano, la respuesta inmune de estos roedores se dispara.

    De igual modo, aquellas personas que creen que están tomando un medicamento, aunque en realidad estén recibiendo un placebo, pueden generar una respuesta inmune que sería el doble de intensa que la de aquellos que no han recibido medicación. Tanto en el caso de estos individuos como en el de los hámsters, lo que ocurriría es que la intervención crea una señal mental que estimula la respuesta inmune.

    Para este hecho existe una explicación sencilla, afirma Trimmer: la puesta en marcha del sistema inmune resulta costosa para el organismo, tan costosa que una respuesta inmune fuerte y sostenida podría reducir drásticamente las reservas energéticas de cualquier animal.

    En otras palabras, cuando una infección no es letal, el organismo “espera” una señal que le indique que luchar contra ella no le pondrá en peligro de otra manera.



    La confianza ayuda al sistema inmune

    Esta idea no es nueva, publica la Universidad de Bristol en un comunicado, de hecho ya fue propuesta por el teórico de la psicología Nicholas Humphrey y en ella se ha basado la investigación de Trimmer.

    Hace una década, Humphrey propuso que podía ser beneficioso mantener bajo el rendimiento del sistema inmune por las incertidumbres acerca del estado del mundo (como la posibilidad de inanición), y que ciertas claves que indicasen un cambio en este sentido podrían propiciar una alteración en la respuesta inmune, esto es, activarla.

    Según la idea de Humphrey, el organismo del hámster siberiano actuaría a partir de la señal lumínica de “verano”, poniendo en marcha su sistema inmune, porque en verano el suministro de alimento está garantizado y la energía para sostener la respuesta inmune al tiempo que otros mecanismos orgánicos, también.

    En el caso de los humanos, nosotros responderíamos al tratamiento, aunque fuera falso, porque este nos “aseguraría” un alivio de la infección, lo que permitiría que nuestra respuesta inmune funcionara rápidamente y con éxito, sin comprometer demasiado los recursos energéticos del cuerpo.




    Una ventaja evolutiva

    El modelo matemático de Trimmer y sus colaboradores parece respaldar todas estas ideas porque indicó que, efectivamente, bajo situaciones de estrés, resulta mejor para el sistema inmune trabajar de manera menos eficiente.

    En otras palabras, sus resultados demuestran que poder “encender” o “apagar” el sistema inmune en función de las condiciones del entorno entraña un claro beneficio evolutivo.

    De hecho, el modelo reveló que, en entornos difíciles, los animales vivían más tiempo y engendraban más descendencia, si resistían las infecciones sin necesidad de que sus organismos activaran una respuesta inmune.

    Sin embargo, el hallazgo más curioso del estudio fue que un tipo particular de creencia en el tratamiento podía tener efectos negativos o positivos Por ejemplo, la creencia en que el tratamiento curará, sin necesidad de respuesta alguna por parte del sistema inmunológico, tenía efectos negativos en la salud del paciente.

    De cualquier manera, ahora que un método teórico ha sentado las bases para la comprensión del efecto placebo, futuros trabajos empíricos podrían proporcionar una nueva compresión sobre cómo el efecto placebo puede ser activado y controlado en entornos clínicos.

    Según los investigadores, un mejor entendimiento de este efecto podría cambiar el modo de proceder de los médicos e incluso salvar vidas. Los resultados obtenidos por Trimmer y sus colaboradores han aparecido detallados en la revista Evolution and Human Behavior.

miércoles, 21 de septiembre de 2011

Golem II+, robot mexicano que aprende

Científicos del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas de la UNAM se centran en qué y cómo piensa una máquina para generar la Arquitectura Cognitiva Orientada la Interacción que opera en el androide
A decir de sus inventores, Golem II, tiene personalidad múltiple, pues puede ser bromista, sarcástico o solemne (Foto: Especial DGCS-UNAM )
Audio Carlos Arámburo, coordinador de Investigación Científica de la UNAM
Audio Iván Meza, investigador del IIMAS
 
Martes 20 de septiembre de 2011 Redacción | El Universal15:15


Cómo y en qué piensa una máquina, son las preguntas que los investigadores del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS) de la UNAM se hacen para perfeccionar el sistema del androide Golem II+ y gracias a ello crearon la Arquitectura Cognitiva Orientada la Interacción (ACOI).
"¿Necesitamos que Golem camine?, este esquema nos permite desarrollar un sistema de navegación para que se desplace; ¿deseamos qué escuche?, podemos instalarle un micrófono; ¿queremos que vea?, ya le adaptamos una cámara de Kinect a manera de ojos. La ACOI hace factible ampliar las capacidades según se nos ocurra, y nos permite hacerlo de manera escalonada, sin empezar de cero, sino siempre en adiciones", explicó Iván Vladimir Meza Ruiz, del IIMAS.
En el cuento Sueños de robot, de Isaac Asimov, un androide de nombre Elvex confiesa haber tenido una experiencia onírica; ante este hecho inusual, dos robopsicólogas intentan pensar como lo haría el autómata para entender las razones de ese fenómeno.
"Aunque se trate de personajes de ficción, esta manera de abordar un problema no es muy diferente a la que emplearíamos quienes nos dedicamos a la inteligencia artificial", comentó Iván Vladimir Meza Ruiz, del IIMAS.
Tanto a él como a sus compañeros, la estrategia de meterse en el "cerebro" de un robot les ha funcionado a la hora de ensamblar a Golem II+, un robot diseñado para realizar las actividades domésticas más diversas, como hallar un objeto en la cocina, desplazarse del comedor a una recámara o incluso reconocer el rostro de los diversos integrantes de una familia para así entablar charlas específicas, según sus edades, gustos e intereses.
"Quizás en el IIMAS no nos preguntamos qué pasa por la ‘mente' de un robot si está inactivo, como en el relato asimoviano, ni si sueña. Lo que queremos saber es qué acontece ahí dentro si está ‘despierto' y trabaja", añadió Meza Ruiz.
¿Robotina?
Pocas palabras tienen un acta de nacimiento tan precisa como "robot". Fue pronunciada en público por vez primera un 25 de enero de 1921, en el escenario del Teatro de Nacional Praga, durante la representación de la obra R.U.R., de Karel Èapek. Esta voz, entonces de nuevo cuño, significa, literalmente "sirviente" y fue creada por el literato checo como alternativa al sustantivo autómata. Desde un principio, el vocablo sugería que este tipo de máquinas debían estar a las órdenes del hombre.
 "Por ello, cada vez son más los interesados en crear los llamados ‘robot de servicio', es decir, aparatos que ayuden con las faenas del hogar", expuso Luis Alberto Pineda Cortés, mejor conocido entre sus colaboradores como "el padre de Golem", pues desde 1998 trabaja en este proyecto.
Quienes han querido llevar a autómatas a lo más íntimo de una casa han tenido algunos logros; por ejemplo, hay un robot que dobla sábanas, aunque demora 20 minutos en cada una.
Adquirir uno de estos modelos aún resulta muy caro y poco práctico si se busca dar salida a las faenas cotidianas, pero que ya tengan movimientos tan finos como para plegar y acomodar cobijas y edredones, ha favorecido la aparición de grupos de entusiastas dispuestos a crear "al mayordomo perfecto".
"Saber que se pueden hacer ese tipo de cosas nos llevó a perfeccionar a Golem, que al principio era un pequeño cubo muy parecido a una aspiradora y mostraba carteles; después fue una máquina empotrada en una pared que jugaba a adivinar cartas, y ahora es un aparato que camina erguido al cual, si le enseñas, es capaz de localizar el control remoto que dejaste tirado o traerte las pantuflas".
"Todo esto es posible porque Golem aprende, a eso hemos dedicado gran parte de nuestros esfuerzos en inteligencia artificial, y por esta razón, cada vez es capaz de hacer más y más cosas"; por ello, al enterarse que en 2012 el certamen RoboCup tendría lugar en México, decidieron inscribirse en la edición 2011 del concurso, que recientemente se desarrolló en Turquía.
"Nos inscribimos en la categoría Robots de Servicio, porque también hay una para máquinas que juegan futbol. Para nuestra aventura de Estambul llevamos a un Golem que, por primera vez, parece humano; de hecho, fue creado a imagen de los atlantes de Tula. Este aparato, que mide 1.50 metros y pesa 32 kilos, tuvo que sortear seis pruebas, lo que le implicó desarrollar habilidades diferentes y, encima, aprender inglés. Además de todo, tras unas clases, Golem es bilingüe", explicó Iván Meza.
¿Y cómo piensa un robot?  
A veces se necesita echar a volar la fantasía no sólo para escribir ficción, sino para resolver problemas muy concretos; por ello Iván Meza dice que de vez en vez dedica algo de tiempo para visualizar cómo piensa un robot.
"Imagina que eres una máquina en medio de un cuarto que de repente abre los ojos; sabes que debes hacer algo, y tienes que ver cómo. Así se comporta Golem, y ponerme en ese escenario me hace entenderlo mejor, y estar cierto de una cosa, que él es un robot con muchas expectativas".
A decir de Iván, este paso, tan indispensable a la hora de desarrollar pensamiento artificial, el ponerse en los zapatos de un autómata, permite entender mucho de cómo pensamos, "pues a fin de cuentas, la computación es la gran metáfora del pensamiento humano".
Se trata de un ejercicio revelador, pues es casi desglosar cómo hacemos determinadas tareas.
"¿Te has puesto a reflexionar sobre todo lo que pasa por tu cabeza si buscas un artículo específico en la cocina, como una caja de cereal?... Nosotros sí, a diario, y hemos constatado que actividades que nos parecen simples, en realidad no lo son. Gracias a Golem hemos detectado qué hay cosas tan complicadas como saber si una puerta está abierta o cerrada. Nosotros lo hacemos automáticamente y damos por hecho que se trata de la cosa más sencilla del mundo, pero por más que intentamos, aún tenemos problemas para que el robot entienda lo sutil de esa diferencia".
Sin embargo, Iván es tajante al señalar que no todo proceso humano es traducible a pensamiento artificial.
 "Hay muchas cosas que no se pueden hacer, pero es sumamente interesante explorar las que sí, e incluso indagar en cuáles nuestra mente es similar en sus procesos a los de un robot. Si me preguntaras en qué se parece nuestra manera de pensar, como equipo de trabajo, a la de Golem, te diría que nosotros, al igual que él, queremos hacer mucho, nosotros también, cada vez que abrimos los ojos, tenemos muchas expectativas".
Con personalidad múltiple
En el libro Yo, Robot, de Asimov, se sugiere por primera vez que habrá robopsicólogos, es decir, científicos dedicados a entender los pensamientos de una máquina.
En la novela, ellos son capaces de detectar en los androides trastornos como paranoias o mitomanías; en la realidad, los especialistas del IIMAS trabajan tan de cerca con robots que pueden hacer diagnósticos que más parecen provenir del diván que de observar una computadora, como el que hace Iván Meza al asegurar: "Golem es un robot con personalidad múltiple".
"¿Cómo me di cuenta? Sólo hay que escuchar cómo habla y se comporta, según la tarea. Si busca un objeto, es de cierta forma y si recorre un cuarto es totalmente distinto, aunque claro, no hay que espantarse de eso, es más bien que somos muchos quienes lo programamos y cada quien deja sus huellas en él. En realidad, se porta un poco como cada uno de nosotros", explicó el ingeniero.
Quienes han visto a Golem en acción coinciden en que a veces es un poco voluble; al principio puede ser sarcástico y saludarte con un mordaz "hola, humano"; quizá un poco impositivo a la hora de dar órdenes, "no te muevas para que pueda reconocerte"; bromista si te pierde la vista, pues grita, "¿dónde estás?, ¡tengo miedo!", y solemne a la hora de presentarse y despedirse.
"Eso es normal si consideramos que todos en el grupo aportamos un poquito para Golem, y en realidad somos muy distintos uno del otro, aunque eso sí, todos tenemos un interés común, hacer que este robot piense, y no sólo eso, todos queremos entender cómo piensa un robot".
La experiencia turca
Golem quedó en el lugar 15 de entre 19 participantes. El prototipo mexicano es capaz de localizar y traer una caja de cereal, pero el alemán podía preparar un desayuno completo, cocinar un omelette y servir un vaso de jugo de naranja, todo con una precisión sorprendente.
"La distancia entre uno y otro era notable, pero esto, más que desalentarnos, nos da nuevas ideas. Quizá ahora busquemos darle una forma un poco más humana y apostar a una de las fortalezas de Golem: que aprende, pero también nosotros lo hacemos... Ahora sabemos qué hacer para la siguiente edición de la RoboCup. Al menos ahora tenemos un par de cosas que queremos poner en práctica", dijo Iván Meza sobre la versatilidad del robot alemán de nombre Cosero, de la Universidad de Bonn, que obtuvo el primer premio.

viernes, 9 de septiembre de 2011

Mexicano mejora lenguaje de robots

Eduardo Bayro utilizó el álgebra geométrica para agilizar los algoritmos que indican la respuesta de las másquinas a los estímulos
El objetivo es ahorrar trabajo en el desarrollo de ingeniería de gráficos, realidad virtual, modelado y representación de gráficos para fines médicos, así como en las áreas de control de satélites, submarinos (Foto: Flickr Cinvestav )
Jueves 08 de septiembre de 2011 Redacción | El Universal14:45



El científico mexicano Eduardo Bayro Corrochado mejoró  los algoritmos que conforman el lenguaje de los robots.
Para procesar imágenes, mover una mano, seguir un objeto con la mirada o responder a cualquier otro estímulo, un robot requiere de una serie de expresiones matemáticas que pueden agilizarse y efectuarse en tiempo real gracias a un lenguaje geométrico y algebraico sintetizado.
Los pormenores de este lenguaje y sus implicaciones las expone Eduardo Bayro Corrochano, investigador del Cinvestav Unidad Guadalajara en su libro Geometric Computing for Wavelet Transforms, Robot Vision, Learning, Control and Action, que fue presentado en Cinvestav Zacatenco.
Lo novedoso del libro, pionero en la comunidad científica internacional, es el empleo de la algebra geométrica de Clifford, las cuales son populares desde hace 10 años en las matemáticas aplicadas para la representación sencilla y geométrica de los fenómenos físicos, pero por primera vez se emplean en sistemas computacionales, lo cual permite el desarrollo más rápido de logaritmos.
La computación geométrica para sistemas de acción y percepción puede emplearse en diversos robots que utilizan sensores; por ejemplo, cámaras, láseres y sistemas inteligentes, entre otros, los cuales  tienen la capacidad de aplicarse en diferentes campos, desde aparatos caseros hasta equipos médicos.
Con este libro, el investigador que desarrolla el robot humanoide Mex-One, pretende ahorrar trabajo a colegas que desarrollan ingeniería de gráficos, realidad virtual, modelado y representación de gráficos para fines médicos, así como en las áreas de control de satélites, submarinos y de robots.
Esta propuesta de algoritmos en tiempo real para máquinas forma parte de la robótica social, explicó Bayro Corrochano, ya que tiene entre sus objetivos principales está la de colaborar en el campo de la medicina para detectar y operar tumores cerebrales, entre otros padecimientos.
En 645 páginas, Bayro Corrochano explica cómo un sistema matemático permite la representación de objetos geométricos, su sistema algebraico para realizar cálculos, así como la resolución de ecuaciones rápidamente, es decir, estos logaritmos puedan utilizarse en tiempo real.
La propuesta del investigador del Cinvestav Unidad Guadalajara, es el desarrollo de un lenguaje matemático que pueda aplicarse en diferentes áreas, por lo cual este libro va dirigido principalmente a especialistas en matemáticas aplicadas, físicos, ingenieros computacionales y aquellos interesados en diseñar máquinas inteligentes.
"Se trata de un lenguaje moderno, compacto, elegante que permite a diseñadores e ingenieros no perderse en la maraña de coordenada y matrices con coeficientes redundantes, al ser un trabajo sintetizado, efectivo que permite el control geométrico de las máquinas".
El libro consta de tres partes: una introducción, una sección ilustrada para resolver problemas y al finalizar una serie de ejemplos con proyectos de Eduardo Bayro que se resuelven con el empleo de estos logaritmos veloces, con lo que se observa la aplicación y los buenos resultados de estos procedimientos, considerados de vanguardia.
Con el apoyo de Conacyt y del Cinvestav, Eduardo Bayro Corrochado espera que este libro bajo el sello editorial Springer Verlag, ayude a otros científicos nacionales e internacionales y sea motivo de orgullo para México.

sábado, 3 de septiembre de 2011

Animan origen de la Vía Láctea

Científicos elaboraron la primera simulación en video a detalle de nuestra galaxia
El modelo permite explicar la acción de la materia negra en la formación y moldeamiento de numerosas galaxias (Foto: especial University of Santa Cruz )

Sábado 03 de septiembre de 2011 El Mercurio - GDA | El Universal00:17
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Tras meses de hacer complicados cálculos numéricos en potentes supercomputadoras, científicos de la Universidad de California, en Santa Cruz, y del Instituto de Física Teórica de Zurich, lograron producir por primera vez la simulación de la formación de la Vía Láctea en alta resolución.
Esto era algo que los astrónomos habían intentado hacer en los últimos 20 años. El proyecto llamado "Eris" duró alrededor de ocho meses, lo que en una computadora personal habría tomado 570 años.
El modelo, que sirve para explicar la acción de la materia negra en la formación y moldeamiento de numerosas galaxias, se publicará en la próxima edición de la revista Astrophysical Journal.
Intentos anteriores de esta simulación habían fracasado, ya que no lograban reproducir en forma exacta la silueta del conjunto estelar, según advirtió Javiera Guedes, una de las autoras de esta imagen.
En todo caso, reconoció que el éxito de este proyecto se debió a la megacapacidad de procesar datos, que les permitió trazar el movimiento simultáneo de más de 60 millones de partículas, en el curso de más de 13 billones de años.
 

domingo, 19 de junio de 2011

Estudian con modelos matemáticos red cerebral

Investigadores de la UNAM diseña un método para medir la conectividad cerebral relacionada con el conocimiento y el comportamiento
 
Sábado 18 de junio de 2011 Notimex | El Universal23:24


El matemático Federico Zertuche Mones estudia la conectividad cerebral, con un método parcialmente modelado por circuitos electrónicos, donde el comportamiento de una red constituida por muchas partes ofrece una gama de funciones y se presta para el tema estadístico.

El investigador de la Unidad Cuernavaca del Instituto de Matemáticas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), estudia sistemas dinámicos complejos discretos, conocidos como redes neuronales, y emplea técnicas de la física estadística en el análisis matemático asintótico.

En su estudio de la conectividad cerebral se encuentra con un método eficiente, parcialmente modelado por circuitos electrónicos y otras disciplinas científicas, donde el comportamiento de una red constituida por muchas partes ofrece una amplia gama de funciones y se presta para el tema estadístico.

Zertuche Mones explica que el cerebro humano está constituido por un complejo entramado de neuronas, en el orden de 100 mil millones, y de conexiones que dan lugar a un sistema cognitivo robusto.

Abundó que las neuronas son células que contienen una serie receptores llamados dendritas y poseen una larga terminación conocida como axón que, a su vez, tiene emisores denominados sinapsis, que conectan con las dendritas de otra neurona, y así sucesivamente.

"La fuente del conocimiento del ser humano no reside en una de estas células ni en varias, sino en sus conexiones sinápticas; es algo que han entendido los neurofisiólogos", detalló el académico.

"De hecho, es en la infancia y adolescencia que éstas se forman con base al aprendizaje; de ahí la importancia de este proceso en forma temprana. Los modelos matemáticos que se han desarrollado a partir de estudios de los neurofisiólogos concuerdan con esto", planteó.

La robustez del cerebro humano es tal que una persona puede trabajar aunque tenga una parte dañada a consecuencia, por ejemplo, de un accidente automovilístico, explicó.
Puntualizó que quizá el sujeto pierde la movilidad si el área afectada se relaciona con esa función, pero el intelecto puede seguir en marcha, ejemplificó el físico egresado de la UNAM, doctor en Ciencias por la Escuela Internacional Superior de Estudios Avanzados de Trieste, Italia, y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias

martes, 8 de marzo de 2011

Richard Dawkins - El Relojero Ciego


Documental donde Richard Dawkins explica la teoria de la evolución de Darwin, muestra los usos de la misma en la tecnologia y contesta de un modo rotundo a los partidarios del creacionismo y de lo que ahora se ha venido en llamar "diseño inteligente".

sábado, 12 de febrero de 2011