domingo, 26 de enero de 2020

DESCUBREN EL SISTEMA CEREBRAL QUE ANTICIPA EL FUTURO

Un modelo de pensamiento rápido y la lógica difusa procesan la probabilidad

El cerebro recurre a un sistema de pensamiento rápido para calcular la probabilidad de que algo ocurra y cuándo tendrá lugar. Realiza cálculos complejos de forma intuitiva gracias a la lógica difusa.
 Por Eduardo Costas y Eduardo Martínez (*).


 El tiempo de reacción a un evento estocástico (no determinista) es proporcional al recíproco de su probabilidad. Imagen: Georgios Michalareas. Max Planck Institute for Empirical Aesthetics.

El cerebro dispone de un sofisticado sistema para anticipar el futuro: necesita prepararnos para reaccionar ante cualquier eventualidad y, según una investigación realizada en el Instituto Max Planck (Alemania), lo consigue de forma rápida y con un consumo mínimo de energía.

Saber lo que va a pasar, ya sea inmediatamente o algo más tarde, es un factor crítico para la supervivencia, pero también algo cotidiano: necesitamos saber si va a llover mañana o estamos atentos al disparo que anuncia la salida en una carrera deportiva.

De forma no consciente, el cerebro realiza matemáticas complejas para procesar la información que procede del entorno a través de los sentidos.

Pero cuando se enfrenta a la eventualidad de prepararnos para el futuro, apura sus cálculos: no solo necesita saber qué va a ocurrir, sino también, y no menos importante, cuándo.

La nueva investigación ha descubierto cómo se las ingenia el cerebro para anticipar el futuro, ya sea en circunstancias normales o excepcionales: recurre a un sistema de pensamiento rápido y a la lógica difusa para que reaccionemos adecuadamente.

Pensamiento rápido y lógica borrosa

El sistema de pensamiento rápido es la forma más corriente que usa el cerebro para procesar información. Es instantáneo y consume muy poca energía. Es el sistema intuitivo y emocional.

Descrito por primera vez en 2011 por el Premio Nobel de Economía Daniel Kahneman, este sistema nos permite, por ejemplo, saber que una cosa está más cerca que otra, caminar sin fijarnos, detectar alegría en la expresión de una persona, o leer, sin pretenderlo, un mensaje publicitario sencillo.

El cerebro recurre también a la lógica borrosa o difusa, una propiedad que es muy difícil de replicar informáticamente, pero que permite procesar información a partir de datos imprecisos: por ejemplo, cómo va a ocurrir algo y cuándo.

La lógica borrosa regula también la mayor parte de nuestras vidas: frecuentemente recibimos instrucciones como “gira un poco más a la derecha” y “no vayas tan rápido”.

Gracias a la lógica borrosa, nadie nos dirá: “muévete 28 cm en rumbo verdadero de 136º” o “reduce en 3,8 metros por segundo tu velocidad”. Aunque esos enunciados son genéricos, somos capaces de reaccionar con precisión y ajustar la marcha del coche en el sentido pretendido.

Densidad de probabilidad

Los investigadores del Instituto Max Planck han descubierto además que el cerebro se vale un modelo de pensamiento rápido llamado función de densidad de probabilidad (FDP o PDF en inglés) para anticipar el futuro.

Este modelo permite al cerebro precisar con exactitud lo que va a pasar y cuándo. Asume que va a ocurrir independientemente del momento y realiza una estimación de cuándo va a tener lugar.

Distribuye la probabilidad de ocurrencia a través del tiempo en que puede producirse, para obtener una mayor seguridad en la precisión y disipar así la incertidumbre: ha determinado que el tiempo de reacción a un evento estocástico (no determinista) es proporcional al recíproco de su probabilidad.

Así nos prepara para cualquier eventualidad presente o futura, ya sea que la información sensorial proceda de la visión, de la audición o del sistema somatosensorial, que procesa estímulos relacionados con el tacto, la temperatura, la propiocepción (posición del cuerpo) y la nocicepción (dolor).

Entresijos cerebrales

El éxito del cerebro en la anticipación del futuro no depende solo del modelo utilizado, sino de la selección previa que ha debido realizar para cumplir su cometido.

En primer lugar, eligió el modelo de pensamiento rápido frente al modelo de pensamiento lento, también descrito por Kahneman.

Este segundo modelo es lógico y deliberativo, funciona muy despacio y consume mucha energía. Asociado a la experiencia, lo usamos para actividades mentales difíciles como los cálculos matemáticos complejos.

Cuando va a anticipar el futuro, el cerebro descarta este modelo y prefiere el sistema de pensamiento rápido porque lo que prima es acertar con rapidez algo que puede ocurrir.

En segundo lugar, el cerebro debió elegir también entre el modelo de pensamiento rápido llamado función de densidad de probabilidad y una alternativa también disponible: el modelo tasa de riesgo, más conocido por su expresión inglesa Hazard ratio.

Cálculos complejos

Este segundo modelo, empleado comúnmente para medir el riesgo financiero, sirve para calcular la probabilidad solo ante una situación inminente. Hasta ahora se creía que era el usado por el cerebro para anticipar el futuro.

La nueva investigación ha comprobado sin embargo que el cerebro escoge la función de densidad de probabilidad porque le permite añadir a la información de qué va a ocurrir, el cuándo tendrá lugar.

Por último algo no menos sorprendente: a pesar de que el cerebro escoge un sistema de pensamiento rápido para anticipar el futuro, calcula algo muy complejo (el factor tiempo a través de la probabilidad), una función que corresponde al sistema de pensamiento lento.

Lo consigue a través de la lógica borrosa y confirma así que este sistema de pensamiento rápido es muy eficaz.
Es tan potente que sirve incluso para las tribus amazónicas que no conocen los números: su sistema de pensamiento rápido es capaz de procesar también una compleja información de probabilidad tal como lo hace nuestro cerebro, a pesar de que sus miembros no pueden saber si quiera la edad que tienen. 

(*) Eduardo Costas es Catedrático de Genética en la Universidad Complutense de Madrid. Eduardo Martínez de la Fe, filósofo y periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

 Referencias
The anticipation of events in time. Matthias Grabenhorst et al.
Nature Communications volume 10, Article number: 5802 (2019).
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-019-13849-0

Numbers and the Making of Us: Counting and the Course of Human Cultures. Calet Everett. Harvard University Press. 2019.

Thinking, Fast and Slow. Daniel Kahneman. Farrar, Straus and Giroux. 2011.
 
FUENTE: TENDENCIAS 21 / TENDENCIAS CIENTÍFICAS - 20.ENERO.2020 


LA FUENTE DEL BROTE DE “CORONAVIRUS” EN CHINA ¿FUERON LAS SERPIENTES?


Un informe sugiere que las serpientes, el krait chino y la cobra china, podrían haber sido la fuente original del coronavirus que provocó este año un brote de enfermedades respiratorias infecciosas mortales en China.


Cobra china (Naja atra) con capucha extendida. Imagen vía Briston / Wikimedia .

Las serpientes, el krait chino y la cobra china , podrían ser la fuente original del coronavirus recientemente descubierto que desencadenó un brote de una enfermedad respiratoria infecciosa mortal en China este año.



El krait de muchas bandas (Bungarus multicinctus), también conocido como el krait taiwanés o el krait chino, es una especie altamente venenosa de serpiente elapida que se encuentra en gran parte del centro y sur de China y el sudeste asiático. Imagen vía Briston / Wikimedia 

La enfermedad se informó por primera vez a fines de diciembre de 2019 en Wuhan , una ciudad importante en el centro de China, y se ha propagado rápidamente. Desde entonces, los viajeros enfermos de Wuhan han infectado a personas en China y otros países, incluido Estados Unidos.

Utilizando muestras del virus aisladas de pacientes, los científicos en China determinaron el código genético del virus y utilizaron microscopios para fotografiarlo. El patógeno responsable de esta pandemia es un nuevo coronavirus. Está en la misma familia de virus que el conocido coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV) y el coronavirus del síndrome respiratorio del Medio Oriente (MERS-CoV), que han matado a cientos de personas en los últimos 17 años. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha nombrado el nuevo coronavirus 2019-nCoV .
Somos virólogos y editores de revistas y seguimos de cerca este brote porque hay muchas preguntas que deben responderse para frenar la propagación de esta amenaza a la salud pública.

¿Qué es un coronavirus?

El nombre de coronavirus proviene de su forma, que se asemeja a una corona o corona solar cuando se toma una imagen usando un microscopio electrónico.



Esta imagen microscópica de electrones revela los detalles estructurales de la forma de la corona para los cuales se nombró el coronavirus. Esta imagen es del coronavirus del síndrome respiratorio de Medio Oriente (MERS-CoV). Imagen a través del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID).
 El coronavirus se transmite a través del aire e infecta principalmente el tracto respiratorio superior y el tracto gastrointestinal de mamíferos y aves. Aunque la mayoría de los miembros de la familia del coronavirus solo causan síntomas leves similares a la gripe durante la infección, el SARS-CoV y el MERS-CoV pueden infectar las vías respiratorias superiores e inferiores y causar enfermedades respiratorias graves y otras complicaciones en los humanos.

Este nuevo 2019-nCoV causa síntomas similares al SARS-CoV y MERS-CoV. Las personas infectadas con estos coronavirus sufren una respuesta inflamatoria severa.

Desafortunadamente, no existe una vacuna aprobada o tratamiento antiviral disponible para la infección por coronavirus. Una mejor comprensión del ciclo de vida de 2019-nCoV, incluida la fuente del virus, cómo se transmite y cómo se replica, es necesario tanto para prevenir como para tratar la enfermedad.

Transmisión zoonótica

Tanto el SARS como el MERS se clasifican como enfermedades virales zoonóticas, lo que significa que los primeros pacientes infectados adquirieron estos virus directamente de los animales. Esto fue posible porque mientras estaba en el huésped animal, el virus había adquirido una serie de mutaciones genéticas que le permitieron infectar y multiplicarse dentro de los humanos.

Ahora estos virus pueden transmitirse de persona a persona. Los estudios de campo han revelado que la fuente original de SARS-CoV y MERS-CoV es el murciélago , y que las civetas de palma enmascaradas (un mamífero nativo de Asia y África) y los camellos , respectivamente, sirvieron como anfitriones intermedios entre murciélagos y humanos.

En el caso de este brote de coronavirus de 2019, los informes indican que la mayoría del primer grupo de pacientes hospitalizados eran trabajadores o clientes en un mercado mayorista local de mariscos que también vendía carnes procesadas y animales consumibles vivos, como aves de corral, burros, ovejas, cerdos, camellos, zorros, tejones, ratas de bambú, erizos y reptiles. Sin embargo, dado que nadie ha informado haber encontrado un coronavirus que infecte animales acuáticos, es posible que el coronavirus se haya originado en otros animales vendidos en ese mercado.

La hipótesis de que el 2019-nCoV saltó de un animal en el mercado está fuertemente respaldada por una nueva publicación en el Journal of Medical Virology. Los científicos realizaron un análisis y compararon las secuencias genéticas de 2019-nCoV y todos los otros coronavirus conocidos.

El estudio del código genético de 2019-nCoV revela que el nuevo virus está más estrechamente relacionado con dos muestras de coronavirus similares a SARS de murciélago de China, lo que sugiere inicialmente que, como SARS y MERS, el murciélago también podría ser el origen de 2019-nCoV. Los autores descubrieron además que la secuencia de codificación del ARN viral de la proteína espiga 2019-nCoV, que forma la corona de la partícula viral que reconoce el receptor en una célula huésped, indica que el virus murciélago podría haber mutado antes de infectar a las personas.

Pero cuando los investigadores realizaron un análisis bioinformático más detallado de la secuencia de 2019-nCoV, sugiere que este coronavirus podría provenir de serpientes .


El mercado de mariscos al por mayor de Wuhan Huanan, donde se cree que comenzó el brote de coronavirus, ahora está cerrado. Imagen vía AP Photo / Dake Kang.

De murciélagos a serpientes

Los investigadores utilizaron un análisis de los códigos de proteínas favorecidos por el nuevo coronavirus y lo compararon con los códigos de proteínas de los coronavirus que se encuentran en diferentes huéspedes animales, como pájaros, serpientes, marmotas, erizos, manis, murciélagos y humanos. Sorprendentemente, descubrieron que los códigos de proteínas en el 2019-nCoV son más similares a los utilizados en las serpientes.

Las serpientes a menudo cazan murciélagos en estado salvaje. Los informes indican que las serpientes se vendieron en el mercado local de mariscos en Wuhan, lo que aumenta la posibilidad de que el 2019-nCoV haya saltado de la especie huésped (murciélagos) a las serpientes y luego a los humanos al comienzo de este brote de coronavirus. Sin embargo, la forma en que el virus podría adaptarse tanto a los huéspedes de sangre fría como a los de sangre caliente sigue siendo un misterio.

Los autores del informe y otros investigadores deben verificar el origen del virus a través de experimentos de laboratorio. Buscar la secuencia 2019-nCoV en serpientes sería lo primero que se debe hacer. Sin embargo, desde el brote, el mercado de mariscos se ha desinfectado y cerrado, lo que hace que sea difícil rastrear el origen animal del nuevo virus.

Es necesario tomar muestras de ARN viral de animales vendidos en el mercado y de serpientes y murciélagos salvajes para confirmar el origen del virus. No obstante, los hallazgos reportados también proporcionarán información para desarrollar protocolos de prevención y tratamiento.

El brote de 2019-nCoV es otro recordatorio de que las personas deberían limitar el consumo de animales salvajes para prevenir infecciones zoonóticas.

Este artículo ha sido actualizado para aclarar que el material genético del virus era ARN, no ADN.

Haitao Guo, Profesor de Microbiología y Genética Molecular, Universidad de PittsburghGuangxiang "George" Luo, Profesor de Microbiología, Universidad de Alabama en Birmingham, y Shou-Jiang Gao, Profesor de Microbiología y Genética Molecular, Universidad de Pittsburgh.

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original.

En pocas palabras: Un nuevo informe sugiere que las serpientes, el krait chino y la cobra china, pueden ser la fuente original del coronavirus recientemente descubierto que desencadenó un brote de una enfermedad respiratoria infecciosa mortal en China este invierno.

Fuente: Publicado por EarthSky Voices en HUMAN WORLD 
26 de enero de 2020

Nota: Asia está en invierno

Traducción libre de Soca