Categoría: Ciencia

Artículos de divulgación científica.

Fraude científico

Publicado por Iñaki a las 13:34 Viernes 21 de agosto de 2015

El Cuaderno de Cultura Científica, uno de los blogs de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, ha publicado esta semana una muy recomendable serie de artículos escritos por Joaquín Sevilla (blog, Twitter) acerca del fraude científico. ¿Existe el fraude científico? ¿Lo podemos cuantificar? ¿Es grave, doctor? ¿Cuáles son las causas? ¿Qué se puede hacer? Estas y otras preguntas, además de un montón de referencias con las que se puede seguir profundizando en el tema, en estos cinco artículos:

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¿Por qué no se publican los resultados negativos en ciencia?

Publicado por Iñaki a las 14:58 Viernes 10 de julio de 2015

Preguntaba @InerciaCreativa en Twitter lo siguiente:

A lo que yo replicaba:

El detalle es fundamental y, si se desea comprender por qué los resultados negativos no se publican, necesario. No es que sea secreto: no es que yo me guarde los resultados negativos para mí; es que, si los envío a una publicación, se rechazan.

Antes de comenzar, para los no familiarizados con esto, cabe preguntarse qué son los resultados negativos y si son importantes. Un resultado negativo sería, por ejemplo, que «tal vacuna que utiliza tal vector y preparada de tal forma no funciona»; o «la técnica x para confinar protones en un acelerador no funciona». ¿Son importantes? Sin duda. Algunos argumentan que tanto como los resultados positivos (i.e., una vacuna que funciona), pero yo no estoy de acuerdo por la sencilla razón de que hay millones de maneras de hacer las cosas mal y, en el mejor de los casos, unas pocas de hacerlas bien. Ahora bien, un equipo científico puede llegar a un resultado negativo siguiendo una vía en principio muy lógica y prometedora y que, por tanto, a otro equipo en otro lugar del mundo se le puede ocurrir explorar en algún momento. Dado que hacer ciencia es caro, la publicación de resultados negativos tiene el potencial de ahorrar muchísimo dinero.

Entonces, ¿por qué no se publican? La versión corta es porque el sistema de valoración de la actividad científica lo desincentiva, al igual que desincentiva otras cosas deseables en las que no voy a entrar en este artículo. Pero para entender el porqué, hay que entender primero cómo funciona este sistema que hemos erigido, uno de los demonios de la ciencia moderna.

El currículo de un científico —al contrario del de cualquier otro profesional, que cuanto más sintético, mejor—, dicho burdamente, se valora al peso: si tiene treinta páginas, mejor que veinte. Dentro de ese peso, destaca el número de publicaciones en revistas científicas importantes. Para decidir qué revistas son importantes, por consenso se toma la clasificación que todos los años elabora la empresa Thomson Reuters. Las revistas reciben un puesto en función de una métrica llamada factor de impacto, y dicha métrica depende fundamentalmente del número de citas que reciben sus artículos.

Por tanto, los científicos quieren aparecer en las revistas importantes y las revistas quieren ser importantes para que los científicos quieran publicar en ellas. Así las cosas, las revistas buscan —y los científicos preparan— artículos de impacto, artículos citables. Y un resultado negativo es muy informativo, pero no es citable. Un artículo podrá decir «hemos utilizado [esta técnica] para producir tal material», pero nunca dirá «no hemos utilizado [esta técnica] ni [esta] ni [esta] ni [esta], porque se reportó que no funcionaban». No tiene sentido.

Desde luego, yo no tengo la solución a este problema, pero la herramienta es clara: de media, lo que se incentiva sucede y lo que se desincentiva, no. En esta y en todas las actividades humanas.

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Los reales (y bonitos) fotones

Publicado por Almudena a las 19:34 Miércoles 20 de mayo de 2015

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Es muy bonito (muy muy bonito) plantarse con un papel y una hoja e intentar dirigir con números el lugar donde debe colocarse la luz.

—¡Aquí las ondas se anulan! ¡Por allá giran en círculos! Tráiganme 3,4 kilos de fotones, la trifracción de algún símbolo griego y la junta de la trócola, amén.

Pero lo más bonito (joder, ¡tan bonito!) es que luego pillas un láser, un cacharro hecho de “realidad”, con su consumo ineficiente y sus manchas de tomate de la cena; lo enfocas contra una pared, lo pasas por un agujerillo y ¡el muy real hace lo que decía en el papel!

Es emocionante.

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Estadística para todos: prevalencia e incidencia

Publicado por Iñaki a las 13:39 Viernes 1 de mayo de 2015

De entre todos los conceptos que se emplean en epidemiología, hay dos medidas básicas que describen el impacto de una enfermedad: prevalencia e incidencia (incidencia acumulada, para ser más precisos, pero usaremos el término incidencia por simplicidad). Ambas son medidas de frecuencia, esto es, el porcentaje de casos afectados sobre un grupo. Vamos a analizar cada una de ellas mediante ejemplos gráficos.

Prevalencia

La prevalencia es el número de afectados por una enfermedad dividido por el número total de personas en la población o grupo de interés en un momento determinado. Pongamos que tenemos una población de 116 bolitas, de las cuales, hay 16 verdes y 100 azules. Las bolitas “enfermas” se nos van a volver rojas.

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Como vemos, tenemos 14 bolitas enfermas en total, de las cuales, 8 son azules (57.14 %) y 6 son verdes (42.86 %). La prevalencia en el total de la población es 14 enfermas entre 116 bolitas, 12.07 %. La prevalencia en el grupo de bolitas azules es 8 entre 100, 8 %, mientras que en el grupo de bolitas verdes es de 6 entre 16, 37.5 %.

Esto quiere decir que, si escoges una bolita al azar y no puedes ver el color, la probabilidad de que esté enferma es del 12.07 %. Sin embargo, si puedes ver el color, tienes más información: si la bolita es azul, la probabilidad de que esté enferma ahora es del 8 %, mientras que si es verde, la probabilidad pasa a ser del 37.5 %.

Incidencia

La incidencia es el número de nuevos afectados en un intervalo de tiempo dividido por el número de individuos sanos de una población o grupo de interés. Retomando el ejemplo anterior, supongamos que pasa un año y aparecen 2 nuevos casos en las bolitas azules y 1 nuevo caso en las verdes.

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Tenemos que, de cada 3 nuevos enfermos, 2 son azules (el 66.67 %) frente a 1 verde. La incidencia el total de la población es de 3 entre 92+10, 2.9 %. Sin embargo, la incidencia en el caso de las bolitas azules es de 2 entre 92, 2.17 %, mientras que en las verdes es de 1 entre 10, 10 %.

Esto quiere decir que, si escoges una bolita sana al azar y no puedes ver el color, la probabilidad de que enferme en el próximo año es del 2.9 %. Sin embargo, si puedes ver el color, de nuevo, tienes más información: si la bolita es azul, la probabilidad de que enferme ahora es del 2.17 %, mientras que si es verde, la probabilidad pasa a ser del 10 %.

Las bolitas verdes tienen mayor tasa de contagio, el número de casos nuevos crece a más velocidad, a pesar de que, en números absolutos, hay más nuevos casos azules que verdes. La incidencia de las bolitas azules es muy parecida a la incidencia total porque las bolitas azules son amplia mayoría. Para que las bolitas azules tuvieran una tasa de contagio similar a la de las verdes, deberían haber aparecido unos 9 casos nuevos en lugar de solo 2.

Conclusiones

En nuestro ejemplo, conocer el color de las bolitas nos aporta mucha información. Nos dice que algo está sucediendo en las bolitas verdes porque sus números no cuadran: están muy por encima de los de la población general.

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Sobre números, pragmatismo y ética

Publicado por Iñaki a las 14:00 Jueves 30 de abril de 2015

(Esta anotación se publica simultáneamente en Naukas)

En abril de 2009, un médico francés rechazó a un donante de sangre en base a una Orden Ministerial de ese mismo año que establecía exclusión permanente de la donación a «hombres que tienen relaciones sexuales con otros hombres» por considerarse un riesgo para los receptores. El donante recurrió a Estrasburgo y de allí la causa se elevó al Tribunal de Justicia de la UE (TJUE). Ayer, todos los medios se hicieron eco de la publicación de la sentencia de una manera que, personalmente, creo que deja bastante que desear en general. Como consecuencia, se han dicho muchas burradas al respecto.

Desde luego, titulares como «El TJUE avala la prohibición de donar sangre a homosexuales» no ayudan. Yo entiendo que un titular es un titular, pero un tema tan delicado requiere una elección de las palabras mucho más precisa y un tratamiento mucho más cuidadoso (cualidades que, por cierto, sí tiene el texto de la sentencia). Si tenéis que leer una sola noticia sobre el tema, que sea esta. El titular tampoco es ninguna maravilla, pero el cuerpo de la noticia, recogido de EFE Bruselas, es la explicación más fiel que podéis encontrar en los medios fuera de la propia sentencia. Aquí me gustaría dejar un análisis más sosegado y racional de todo el embrollo si me es posible.

El dilema ético sobre el rechazo de donantes varones que han tenido relaciones con otros hombres (de aquí en adelante y por abreviar, MSM, de men who have sex with men) viene de largo. Ojo, el término es preciso: no se dice homosexuales y no es un eufemismo, es literal. Pertenecer al colectivo MSM se considera factor de riesgo frente a enfermedades víricas de transmisión sexual como VIH, hepatitis C, etc. ¿Por qué? ¿Qué fundamento puede tener algo así?

Aquí entran en juego los números. Históricamente (permitidme el palabro aunque hablemos de los últimos 30-40 años), el colectivo MSM ha tenido una prevalencia de este tipo de enfermedades de hasta un par de órdenes de magnitud por encima de la población heterosexual, y lo mismo ocurre con la incidencia (tasa de nuevos contagios). Dicho en román paladino, si coges una muestra aleatoria de personas MSM, hay una probabilidad mucho mayor de que haya alguien infectado que si la muestra es de personas heterosexuales.

Esto, en epidemiología, se denomina factor de riesgo, y es la base de esta ciencia, porque rara vez contamos con las causas últimas. Ejemplo tonto: de repente descubrimos que el 50 % de los zurdos mueren antes de los 30 años. Ser zurdo en sí no mata, pero está claro que sería considerado un factor de riesgo de muerte prematura. Ejemplo más tonto todavía: ser mujer es un factor de riesgo para padecer cáncer de mama.

Volviendo al tema que nos ocupa, efectivamente, suena crudo, suena duro, suena estigmatizante. Pero es así. Uno esperaría que, con los años y la educación sexual, esta desproporción en la prevalencia entre MSM y heterosexuales se hubiese mitigado, pero no (ejemplo, ejemplo, ejemplo patrio). En algunos lugares, incluso ha ido a peor, como es el caso de… Francia, efectivamente. Suena duro y se refiere a un colectivo que todavía hoy está muy discriminado, pero hablamos de epidemiología y salud pública: no podemos simplemente ignorar un factor de riesgo que puede afectar a toda la población. Ojo, también hay que añadir, en contraposición a lo que he leído por ahí, que una persona heterosexual que mantiene relaciones de riesgo también se excluye de las donaciones, evidentemente.

Prevalencia VIH

Ahora bien, diréis muchos, ¿acaso no hay controles? ¿Acaso no se analiza cada gota de sangre que se dona? Efectivamente, se hace. Y efectivamente, los tests han mejorado muchísimo desde los años 80. Hoy es mucho más difícil justificar una decisión así porque tenemos muchos más medios y recursos, pero, de nuevo, los números mandan. Por bueno que sea, ningún test es perfecto: siempre hay cierto porcentaje de falsos negativos (el test da negativo, pero la persona está infectada). Y la probabilidad de que se cuele una infección es tanto mayor cuanto mayor sea la prevalencia en la población analizada. Así de puto es el Teorema de Bayes. Por tanto, llegado cierto nivel de prevalencia, puede resultar aconsejable tomar la impopular senda del pragmatismo por el bien común.

Esto por un lado. Con este background, volvemos al tema del día que es la sentencia en sí. Lo primero que hay que tener claro es que el TJUE no juzga el caso concreto del ciudadano francés (eso le corresponderá, en todo caso, a un tribunal francés), sino si la Orden Ministerial francesa entra en conflicto con otras directivas o no, es decir, si prohibe el rechazo de donación de MSM. La sentencia podría resumirse de la siguiente manera:

Yo, TJUE, no puedo prohibirte a ti, país, que apliques restricciones en la donación si hay causas científicas y justificadas detrás, pero puedo meterte un puro así de gordo si no están justificadas y, por tanto, se sospecha que son discriminatorias.

Perdonadme, pero yo no veo la homofobia por ningún lado. No esta vez.

Actualización: Aquí un magnífico artículo de @sophiereloaded que abunda en el caso francés. Complemento perfecto a este artículo que no os podéis perder.

Actualización: Otro magnífico artículo de @hidroboy83 que analiza pormenorizadamente la sentencia del TJUE y sus implicaciones.

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El parto de la inmaculada pulgona

Publicado por Almudena a las 14:57 Miércoles 15 de abril de 2015

(Esta anotación se publica simultáneamente en Naukas)

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La imagen que encabeza estas líneas es obra de Máher Fáhim y captura un hecho que, a muchos, nos puede resultar sorprendente: el parto vivíparo de un insecto ¡por partenogénesis! Eso… o Bambi pintado de verde: viendo la foto, uno casi se puede imaginar al bichejo verde intentando erguirse, cual potrillo peludo, sobre sus recién estrenadas patas. Pero no: el retratado es un áfido, está completamente calvo y no recibirá ni una gota de leche de su madre. Más bien, se pasará el resto de su vida succionando la savia de alguna desdichada planta.

Existen más de 4000 especies de insectos Aphididae. De ellas, unas 250 son plagas para los cultivos. De hecho, los que tengáis plantas conoceréis mejor a los áfidos más comunes como “pulgones”. Gran parte del éxito de algunas de estas especies se debe a su peculiar forma de reproducción: cada año, tras el invierno, los pulgones eclosionan para comenzar un nueva estación reproductiva. O, mejor dicho, las pulgonas, ya que todos los huevos dan lugar a áfidos hembra también llamadas fundadoras o fundatrígenas. Las fundadoras son vivíparas y se reproducen por partenogénesis: es decir, dan a luz a clones idénticos a sí mismas. En algunas especies, cada pulgona puede dar lugar a 40 generaciones (centenares de hijas) durante una temporada de reproducción. Otras presentan, incluso, generaciones telescópicas: esto es, una madre puede dar a luz a otra pulgona que a su vez ya está embarazada. El ataque de los clones… contra el jardinero.

Sólo la última generación del año es algo diferente. En otoño, quizás debido al cambio de la temperatura, la duración de la luz o la cantidad de alimento disponible, las áfidas dan a luz tanto a hembras como a machos. Los machos tampoco son muy distintos de la madre (a fin de cuentas, la reproducción de esta última también ha sido asexual), pero tienen un cromosoma sexual menos. Los áfidos hembra y macho se reproducen y, esta vez sí, las hembras ponen huevos que aguardarán a la primavera siguiente para eclosionar y dar comienzo a un nuevo ciclo.

Sobre el autor de la fotografía: Máher es biólogo, maestro de la fotografía macro y genial retratista de bichos en general. Os recomiendo encarecidamente visitar su galería de Flickr.

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Gafas para daltónicos

Publicado por Iñaki a las 13:00 Lunes 13 de abril de 2015

(Esta anotación se publica simultáneamente en Naukas)

Todos sabemos qué es el daltonismo, o creemos que lo sabemos. Si le preguntamos directamente a Google, nos responderá:

Defecto de la vista que consiste en no distinguir ciertos colores o confundirlos con otros.

Pero aquí cabe preguntarse, ¿cómo vemos? La vista es una interfaz de entrada más que nos permite desenvolvernos en el mundo que nos rodea. En concreto, es una pequeña ventana por la que asomarnos a una parte del espectro electromagnético que nos aporta mucha información para formarnos una imagen detallada (nótese que no digo precisa) de nuestro entorno.

Nuestra vista tiene como dispositivo de entrada el ojo, una pieza de hardware bastante compleja a la par que complicada. Aparte de enfocar la luz en un punto mediante una lente, tiene células especializadas en la captación luz y posterior transducción en la correspondiente señal neuronal. Hay dos tipos de células fotorreceptoras: los bastones y los conos. Los primeros tienen una gran sensibilidad y su señal nos sirve solo en condiciones de muy poca luz. Los segundos son los responsables de nuestra visión en condiciones normales.

Respuesta frecuencial de los conos

By OpenStax College [CC BY 3.0], via Wikimedia Commons

Pero un momento… todavía no nos hemos hecho una pregunta incluso más pertinente que la primera: ¿qué es el color? Nuestro ojo posee tres tipos de conos, y su respuesta en frecuencia (qué parte del espectro captan) se encuentra sobre estas líneas. Como se puede observar, tenemos receptores de onda corta (que se corresponde con el azul), onda media (verde) y larga (rojo). ¿Esto quiere decir que captan azul, verde y rojo respectivamente? No: simplemente quiere decir que los tres tipos de conos envían una señal diferente al encéfalo. Es este último el que, mediante dichas señales, se hace una composición de lugar y forma la imagen que vemos y los colores que percibimos.

Por tanto, podemos decir que los colores no existen —como concepto absoluto—; lo que existe es la luz a diferentes frecuencias. El color no es más que la respuesta a la primera pregunta: cómo vemos. El cerebro dispone, gracias a los conos, de tres señales diferentes, de los valores de intensidad en —podríamos decir— tres dimensiones independientes de un universo de frecuencias. Esto nos permite discernir entre un gran conjunto de frecuencias del espectro visible (pero, cuidado, no todas las existentes), y se traduce en lo que experimentamos como color. Ver dos colores es diferenciar dos espectros de luz, pero lo contrario no se sigue: dos fuentes de luz pueden diferir en su espectro y, para nosotros, corresponder al mismo color.

Esto nos lleva de vuelta al daltonismo. Así pues, un daltónico es aquella persona cuya percepción del color es diferente a la normal, entendido como habitual dado nuestro hardware y su funcionamiento. Dejando de lado aspectos neuronales que también pueden afectar a la visión y ciñéndonos al ojo, este daltonismo se presenta de tres posibles formas:

  • Monocromatismo: Por ausencia o disfunción de dos o tres tipos de conos, la visión queda reducida a una sola dimensión, por lo que el cerebro solo puede formar una imagen en base a la luminosidad; en blanco y negro, para que nos entendamos.
  • Dicromatismo: Por ausencia o disfunción de un tipo de cono, la visión queda reducida a dos dimensiones. Esto simplemente significa que la percepción del color es diferente de forma que se disciernen menos frecuencias: hay colores que se perciben como el mismo. Lo habitual suele ser que los rojos y los verdes se perciban como una misma gama. No es que se confundan los colores, como se suele decir, —lo que nos lleva a pensar que a veces el verde parece rojo y el rojo, verde— no: es como si, en lugar de rojos y verdes, viésemos toda una gama de marrones.
  • Tricromatismo anómalo: La visión normal es tricromática, por los tres conos o tres dimensiones que percibimos. En esta disfunción, lo que sucede es que la respuesta frecuencial de dos tipos de conos se solapan (las montañitas de la imagen de más arriba se superponen de forma que su cumbre casi coincide), y, de nuevo, lo habitual es que suceda con los conos verdes y rojos. Esto significa que el cerebro recibe señales muy similares de dos tipos de conos, por lo que pierde una dimensión. El resultado perceptivo es el mismo que el producido por el dicromatismo. La diferencia radica en que aquí de hecho funcionan los tres tipos de conos, pero mal.

Finalmente, llegamos a lo que la ciencia y la tecnología pueden hacer por estas personas. Y es que una empresa estadounidense llamada EnChroma vende unas gafas de sol que prometen corregir el daltonismo. ¿Puede funcionar algo así? ¿Cómo? Lo cierto es que sí, pero solo en el último tipo de daltonismo, que precisamente es el más común.

Respuesta frecuencial de las gafas EnChroma

Fuente de la imagen: EnChroma®

Estas gafas llevan un recubrimiento especial que actúa como un simple filtro, pero un filtro muy particular. En concreto, son opacas a dos rangos de frecuencia estratégicamente situados entre los máximos de la respuesta de los tres tipos de conos (véase la imagen superior). Dicho de otro modo, las gafas no dejan pasar la luz más conflictiva, la que produciría una señal más parecida en dos conos solapados (de ahí que necesariamente sean de sol: no son transparentes, por construcción). Como resultado, el cerebro recibe tres señales distintas y vuelve a ganar la dimensión perdida. El cerebro tiene una gran plasticidad y, con esa nueva información, el daltónico pasa a ver automáticamente como vemos los demás. Impresionante.

La empresa en cuestión pide a sus clientes que se graben en vídeo al estrenar las gafas y lo compartan en YouTube (no se me ocurre mejor publicidad…). Recomiendo encarecidamente ver sus reacciones, porque encogen el corazón un poquito. Ahí va un ejemplo (y otro, y más):

Como reflexión final, fijaos en que nuestra representación del color en cámaras, ordenadores, etc., —el sistema RGB— no es más que un reflejo de nuestra propia percepción. ¿Qué ocurriría si, como los daltónicos que pasan de dos tipos de conos a tres gracias a estas gafas, pasásemos de tres tipos a cuatro? Que ganaríamos otra dimensión, ni más ni menos, y, por tanto, distinguiríamos muchas más frecuencias y nuestra percepción del color sería mucho más rica. De hecho hay personas con esta rara cualidad, que se denomina, como no podía ser de otra forma, tetracromatismo.

(Gracias al compañero @BioTay por proporcionarme los punteros que han propiciado este artículo).

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