Pere Estupinyà — El lladre de cervells

Ja fa uns quants mesos que aquest llibre està disponible a les llibreries, tant en la seva versió castellana (la que jo he llegit, i que ens va arribar primer, editada per Debate), com en la catalana (editada per La Magrana). No tinc cap dubte que ha estat tot un èxit i, en cas contrari, és que aquest món no gira del tot rodó.

I és que el que en Pere Estupinyà ens ofereix en aquest llibre és una molt bona mostra dels motius pels quals molts li tenim una sana enveja. Químic i bioquímic, periodista científic, col·laborador de diversos mitjans de comunicació (començant pels seus Apuntes científicos desde el MIT de la comunitat blogaire de El País), guionista i editor del “Redes” de fa uns anys… i afortunat / esforçat receptor d’una beca Knight per passar-se un any a l’estat amb més universitats per metre quadrat (Massachusets), i concretament al MIT i la Universitat de Harvard. Aquí sí que l’enveja es desferma del tot: es va passar tot un any xerrant amb alguns dels millors científics del món, visitant i experimentant als seus laboratoris, picotejant una mica d’aquí i d’allà… i encara continua allà, als Estats Units, amb contactes privilegiats. Qui no voldria ser ell?

L'afortunat lladre, Pere Estupinyà

Gràcies a aquest accés tan directe a les fonts, podem fer un viatge per gran varietat de camps de la ciència guiats per aquells que hi han fet—i hi continuen fent—algunes de les aportacions més brillants. Aquí es parla de tot: biologia, neurociències, astrofísica, química, viatges espacials… i de política i economia, perquè també són interdependents amb la ciència.

Em resulta difícil explicar-vos de què va el llibre. En bona part perquè m’he adonat que, des que me’l vaig llegir, m’he anat oblidant de moltes coses, i per tant el més recomanable és que el torni a llegir ben aviat. Sí que us puc dir, però, que l’autor ens transmet totalment la visió privilegiada de la que ell va gaudir a Cambridge. Amb un estil planer, gens farragós, que no et refrega a cada moment que ell ha compartit molts moments amb guanyadors (actuals i futurs) del Nobel, Estupinyà s’obre la gavardina i ens ensenya tot el mostrari dels seus coneixements “robats“. I, si bé potser no és cert del tot—perquè els científics tot sovint són molt gelosos de les seves decobertes—, acabes amb la sensació que aquest lladre ha pogut triar el que es volia endur de cada habitació tranquil·lament.

Una portada no pot ser més clara: feu-ne cas i llegiu les confessions dels seus cops

Tot i això, el llibre no són només explicacions fantàstiques de la feina d’aquests científics. Aquest assaig també té, i en bones dosis, moltes històries personals de l’autor. Aquesta és l’eina que tot sovint fa servir per introduir la seva opinió; una opinió, subjectiva per definició, fonamentada tant com pot en l’objectivitat científica. Per exemple, hi ha una postura molt clara respecte a les pseudociències (no se’ls ha de “donar bola”). Però també hi ha opinions que han variat amb el pas del temps (vegeu el cas dels viatges tripulats a l’espai), o algun cas on la posició encara no s’ha definit del tot perquè hi ha arguments a favor de totes les postures (quina és la millor manera d’ajudar els més pobres, invertint-hi enormes quantitats de diners o afavorint un autèntic lliure mercat?).

La principal pega que li veig a aquesta recopilació de coneixements privilegiats és que et deixa amb gana. Justament quan es comença a posar més interessant, quan tens la sensació que t’estàs endinsant—per fi!—ens els secrets més ben guardats, justament llavors… s’acaba el capítol i toca canviar de tema. Si en vols saber alguna cosa més, vés a Internet i perd-te pel nou món que se t’acaba d’obrir al davant. I això passa a cada apartat! És clar que, si tenim en compte que això és precisament el que l’autor pretén (com ja ens confessa en la introducció), doncs més que una crítica, és un “Missió acomplerta, Sr. Estupinyà“.

Sigui com sigui, és una lectura d’allò més recomanable. És un molt bon llibre per endur-vos de vacances (segur que molts encara en teniu uns dies, o les feu al setembre per tenir unes condicions immillorables), però també per al dia a dia, perquè és d’aquells que no cal seguir el fil. Si avui et ve de gust llegir sobre cèl·lules mare, tot teu, i si demà prefereixes l’energia fosca, ningú t’impedirà fer el salt a la biologia.

Entre altres històries, el llibre us explicarà els secrets de les "Torres de la Creació" (NASA) i del cuc de 8 caps (P. Estupinyà)

I per acabar-ho de rematar, té dos dels take-home messages més potents que he tingut la sort de trobar darrerament. Dos consells que prometo fer esforços perquè no se me’n vagin mai del cap:

No ens traguem les ulleres de la ciència. La Ciencia ens aporta la millor visió possible (i més en profunditat) del món; per què hi hem de renunciar?

Rascar donde no pica. En poques paraules (i molt certes): no hi ha absolutament res que no sigui interessant. I segurament el més interessant de tot és allà on no t’ho esperaries mai. [Aquí, el mateix Estupinyà us en dirà alguna cosa més]

Si l’autor pretenia deixar els dos missatges ben clars, amb mi ho ha aconseguit. La resta, és accessori… i sempre ho puc tornar a llegir ;-).

I ara us toca a vosaltres. Algú més s’ha llegit el llibre? Quines sensacions us ha deixat? Teniu alguna part preferida? Alguna que us desagradi especialment? Heu captat altres missatges a part dels dos que jo he procurat gravar-me ben clars? Els comentaris són vostres…

VdM – Poders del 10

Ja em disculpareu la traducció lliure del títol, però la veritat és que aquest em sembla més suggerent que no pas el més correcte de Potències de 10.

El que podeu veure en aquest post, avui que recupero la secció Vídeo del Mes (que, com vaig profetitzar, es convertirà aviat en Vídeo del Semestre), és un petit clàssic de la divulgació. Es tracta d’un curtmetratge documental de 1977, pensat i fet per dos dissenyadors nord-americans (Bernice “Ray” Eames i el seu marit Charles Eames), i narrat per Philip Morrison, professor emèrit de Física del Massachusetts Institute of Technology (més conegut com MIT o “em-ai-ti”, si sou molt anglòfils).

L’origen de la pel·lícula és un llibre il·lustrat de 1957, Cosmic View (“Visió còsmica”), de l’holandès Kees Boeke. Boeke va ser un educador que va crear aquest projecte en col·laboració amb els alumnes de l’escola que ell mateix va fundar a Bilthoven. Tenia la idea de mostrar que la Terra es troba immersa en un Univers inabastable, però després es va adonar que també podia mostrar les meravelles que es troben a una escala infinitament petita, al nostre interior. L’obra original completa es pot trobar a la pàgina de Mitchell Charity, i hi he arribat gràcies a aquesta entrada que Microsiervos va dedicar al llibre i les seves diverses derivades.

Tres etapes de referència als viatges per les potències de 10 que ens proposen Cosmic View i Powers of Ten: el nucli atòmic, la visió familiar d'una persona i la immensitat de l'Univers

El que més m’agrada del llibre i del documental dels Eames, i que sobretot aquest últim reflecteix particularment bé, és la idea de la continuïtat entre el més microscòpic (del que encara no ho sabem tot) i el més macroscòpic (del que tampoc ho sabem tot) dels móns.

Gràcies al vídeo (tot i alguns mínims errors que podeu trobar a l’entrada a la Wiki), fem un viatge a través de 40 (!) ordres de magnitud: la diferència d’augment entre els extrems és de 10.000 sexilions (una paraula que no he pogut confirmar si existeix). O dit d’una altra manera, la diferència és de

10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000

de vegades. Passem, com es veu, dels 10^-16 m (0,000001 ångstroms) del nucli atòmic als 10^24 m (100 milions d’anys llum), proper al límit de la vastitud de l’Univers que podem veure.

Tot plegat són xifres que maregen, però que queden perfectament ben lligades gràcies a l’escala humana, que coneixem perfectament bé.

Espero que en gaudiu, que al·lucineu amb com en som alhora de grans i de petits i, sobretot, que no us talleu per comentar qualsevol cosa que us cridi l’atenció de tot plegat!

Via el Tumblr de Josep Maria Ganyet (@ganyet)

Un resultat negatiu també és un resultat

La idea resulta lògica, oi? Un resultat sempre és un resultat, sigui positiu o negatiu. Doncs això tan obvi no sempre es veu així al “mundillo” de la Ciència. Per entendre-ho, però, abans cal explicar com funciona aquest món:

La Ciència o, més ben dit, la ciència acadèmica, gira al voltant d’un element principal: les publicacions. Si tu publiques (si el teu grup publica), és més senzill aconseguir diners per investigar, guanyes prestigi, el teu currículum millora i pots optar a millors llocs de feina… Tot això afavoreix que continuïs publicant, i així el cicle torna a començar. El mecanisme és senzill, oi? Bé, doncs, avancem.

La Ciència gira al voltant dels papers (articles científics): llegir-ne buscant idees i publicar-ne com més millor

I què es publica? La resposta lògica (i correcta): els resultats de la recerca. I en aquest punt és on hem de posar-hi un “Sí, però…“

Sí, es cert que els científics publiquen els resultats de la recerca que han fet. Però en la immensa majoria de casos NO publiquen (no sé si dir publiquem) tots els resultats, sinó només aquells que els donen la raó, els que confirmen la seva hipòtesi. I això per què ho fan? Volen amagar-nos alguna cosa? No, és clar: senzillament no es dóna valor als resultats negatius.

Des del meu punt de vista (i tinc la sensació que no sóc l’únic que pensa així) aquest és el gran problema de la publicació científica avui en dia. I és un problema perquè—al meu entendre—alenteix la Ciència. El fet que els resultats negatius no es publiquin els converteix en invisibles i, per tant, es repeteixen una vegada i una altra en laboratoris de tot el món… sense ni tan sols saber-ho!

Parleu amb qualsevol persona que es dediqui a la ciència professionalment, i us podrà dir com n’és de frustrant que un experiment “no surti“. Moltes vegades aquest experiment significa setmanes o mesos de feina, seguir protocols estrictament per no ometre’n cap pas, allargar les jornades al laboratori perquè entre pas i pas del protocol has d’esperar un parell d’hores… i creuar els dits perquè, després de tot aquest esforç, el resultat sigui justament el que esperes. I no. El coi d’experiment no surt com esperaves.

Toca repetir-lo. Si hi ha sort, podràs reprendre’l en algun punt intermig del procés; si no n’hi ha, doncs tornem-hi des del principi. Probablement, la repetició no servirà de res. Llavors és el moment de repassar tot el protocol per comprovar que no has comés cap error: sí, el material era el necessari i tenia la qualitat necessària; no, no m’he saltat cap pas; sí, és clar que la màquina estava endollada… Com és lògic, a vegades apareixeran errors humans, o algun reactiu fet malbé, que hi donaran una explicació. Però altres cops, l’experiment no surt per la senzilla raó que no pot sortir: la hipòtesi era errònia o, com a mínim, no es pot demostrar amb aquell procediment concret.

L'autèntic dia a dia del laboratori?

Tot aquest procés, l’acurada feinada de l’abnegat treballador de la Ciència, no sortirà mai a la llum. I, encara pitjor, és possible (fins i tot probable) que algú de l’altra punta del planeta  es trobi en la mateixa situació i tampoc ho expliqui. L’error (o més ben dit, el plantejament lògic però erroni) es pot repetir així ad infinitum. Em sembla que estareu d’acord que això és un problema, i més quan aquests experiments costen calés (sobretot calés públics).

Les raons per no publicar els resultats negatius són diverses, i aquí us en proposo unes quantes, però estic segur que entre tots en podem trobar més:

• Un resultat negatiu pot servir per desmuntar altres resultats. En general, la ciència es basa en aportar arguments que recolzen una hipòtesi. Els resultats contraris poden contribuir a desfer aquells que suporten la hipòtesi; però també és possible que, simplement, aquell experiment en concret no sigui el més adequat per provar una determinada idea. Sigui com sigui, fins i tot si l’investigador ha errat en la seva hipòtesi (equivocar-se és, en bona part, la base del progrés científic), seria bo anunciar els resultats negatius, ja que això serà útil a tots aquells que treballen en el mateix camp.
• Un resultat negatiu no ven. Tant en revistes científiques com als mitjans de comunicació es dóna valor al fet que A demostri B (i no al contrari), i es pensa en l’avenç pràctic que això pot suposar. El resultat negatiu no suposa fer un pas endavant, sinó quedar-nos on érem. Des del meu punt de vista, però, es pot convertir en un pas al cantó per seguir avançant per un camí paral·lel. Això sí, aquesta idea no sembla massa estesa entre els implicats en la publicació científica…
• Un resultat negatiu no es pot demostrar. Tècnicament, no hi ha manera d’estar segur que un resultat és negatiu. Molts possibles errors poden fer que un resultat positiu es torci. En canvi, un cop tens el resultat positiu, ja està clar que ho has fet tot bé (de fet, cal replicar-lo independentment, però el més difícil ja està fet). És clar que, amb la demostració del negatiu, tot és posar-s’hi:

El repte de demostrar un negatiu (PhD Comics by Jorge Cham)

Tot i aquests inconvenients, hi ha qui “s’atreveix” a oferir un lloc on publicar aquests resultats negatius: dos exemples que he trobat (més ben dit, que m’han trobat) són Journal of Negative Results – Ecology and Evolutionary Biology i Journal of Negative Results in Biomedicine. Aquesta darrera revista es presenta com un lloc on es promou “la discussió de resultats inesperats, controvertits, provocatius o negatius en el context dels principis [científics] actuals”.

Em sembla que aquestes iniciatives són essencials per afavorir la publicació de molts d’aquells resultats que són importants i que, d’un altra manera, es quedarien al tinter, fet que acaba provocant la repetició absurda d’experiments.

Espero que aquests temes més relacionats amb el món acadèmic us semblin atraients, i confio sobretot que aquells que fan vida al laboratori ho trobin interessant i vulguin aportar-nos també la seva visió de la qüestió. I per obrir el debat, us llenço unes quantes preguntes: Penseu que cal publicar els resultats negatius? Us estalviaria feina i “patiment”? Publicaríeu en revistes com les citades, fins i tot si el factor d’impacte no és gaire elevat? Espero  les vostres respostes i que comencem un bon debat.

PD: Preparant aquest post, vaig trobar un altre blog on també es tracta aquesta qüestió. De fet, és d’on he tret una de les imatges de més amunt; allà també es presenta una altra revista amb l’objectiu d’avançar en el coneixement sorgit de manera inesperada: Journal of Serendipitous and Unexpected Results.

Científics naturals… i col·laboradors

Ja us deia fa unes setmanes que, tot i que sembla que la intel·ligència artificial és a punt de guanyar-nos la partida a l’hora de “pensar la ciència”, l’espècie humana no podem resignar-nos. De fet, encara podem donar molta guerra.

Però avui no arribaré al punt de partida del post fins al final. Perquè no em linxeu, us faig una promesa: acabarem jugant (si voleu).

Estic segur que la majoria sabeu què és la computació distribuïda (o distributed computing). Si més no, intuïtivament. Segur que n’heu sentit a parlar. No? Vinga, us en posaré un exemple: us sona SETI@home? Aquest sistema de Cerca d’Intel·ligència Extraterrestre (justament el significat de SETI) es basa en la col·laboració de gran quantitats d’ordinadors (inclòs el vostre) per a analitzar les dades recollides en un radiotelescopi, de manera que se’n puguin obtenir més ràpidament resultats rellevants. Per a fer-ho, només cal instal·lar-se un programa que s’activa juntament amb el protector de pantalla, quan no es treballa a l’ordinador. Tot i la pèrdua de notorietat recent, és la millor mostra d’aquest tipus d’estratègia.

Una captura del protector de pantalla de SETI en funcionament

Aquest sistema, però, es pot fer anar encara un pas més enllà. I aquí sí que, tal i com esperàveu—i després del paper dominant de les màquines en el mètode anterior—, hi tornem a entrar nosaltres. Es tracta del pensament distribuït (o distributed thinking). En aquest cas, el principi és el mateix (dividir la feina per tal d’acabar-la abans) però els implicats són diferents: ja no es tracta dels vostres ordinadors buscant resultats rellevants, sinó de persones com vosaltres col·laborant per fer avançar la ciència.

Els darrers anys han sorgit diverses iniciatives d’aquesta mena, cadascuna amb les seves particularitats, però amb la mateixa idea de base: milions de parells d’ulls arreu del planeta s’hi veuen més i millor que un de sol. La idea és senzilla, però només la tecnologia desenvolupada a la Universitat de Califòrnia – Berkeley a partir del SETI@home ha permès portar-la a terme. Amb aquesta filosofia en ment, tots podem col·laborar a buscar partícules de pols sorgides de la cua d’un cometa (i posar-los noms com ara Orió o Sirius) [Stardust@home], localitzar ossos amagats al desert gràcies a fotografies de satèl·lit [Hominids@home], o interpretar si les galàxies que tenim a prop són el·líptiques o espirals [GalaxyZoo].

Diverses iniciatives que aprofiten la potència del pensament distribuït

Ara bé, si alguna cosa defineix tots aquests exemples que us he citat és que són tasques mecàniques, tasques que l’afortunat que se n’havia d’encarregar ha pensat que no era just gaudir en exclusiva del privilegi de fer-les. Tasques, en definitiva, que un ordinador faria millor si no fos perquè encara no s’ha aconseguit programar-lo—per exemple—per a identificar correctament una partícula de pols espaial (no us penseu,  no és bufar i fer ampolles…).

Rosetta@home (també a Twitter: @rosettathome) és, en aquest aspecte, ben diferent. Per entendre-ho, cal tornar als origens, a la “simple” computació distribuïda en què es basa el programa SETI@home. Com el seu predecessor, demanava als seus usuaris que—amb la instal·lació d’un protector de pantalla—cedissin una part del seu temps de computació per a un projecte del laboratori: l’estudi del plegament de proteïnes.

Conèixer l’aspecte tridimensional d’una proteïna és essencial per entendre-la. En el seu origen, les proteïnes són simplement cadenes d’aminoàcids, les “peces” que les componen. Poden ser cadenes curtes, d’unes 50 unitats, o interminables tirallongues de milers d’aminoàcids. En tots els casos, però, la simple cadena no és suficient per conèixer la proteïna: la manera com aquesta tira es plega i replega sobre ella mateixa, en base a les interaccions dels aminoàcids, determina la funció de la proteïna.

La funció d'una proteïna sorgeix tant de la seqüència dels aminoàcids com del seu aspecte tridimensional

Analitzar aquestes estructures en un laboratori a partir de mostres biològiques és factible, però molt lent. En canvi, gràcies als avenços en seqüènciació gènica i genòmica, és possible deduir la composició aminoacídica de qualsevol proteïna. A partir d’aquí, només és necessària una gran potència de càlcul per—amb els algorismes adequats—deduir la forma que es deriva de cada cadena en concret. Justament, els grans supercomputadors (com el Mare Nostrum de la Politècnica) inverteixen una bona part del seu temps en aquestes tasques.

Així va ser com Rosetta@home, sorgit al laboratori de David Baker a la Universitat de Washington (Seattle, EUA), va decidir demanar l’ajut de gent d’arreu del món per accelerar la tasca. Al cap d’un temps, els seus usuaris van adonar-se que podien deduir moltes estructures abans no ho fes el programa, que treballa simplement de manera repetitiva i sense pensar. Davant d’això, els responsables del programa van decidir anar un pas més enllà. Com? Molt senzill: passant de la computació distribuïda al pensament distribuït!

Així va nèixer Foldit (Plega-la), un joc que tots podem descarregar-nos a l’ordinador per resoldre trencaclosques en forma de proteïna. Després d’una explicació de les normes bàsiques sobre les interaccions entre els aminoàcids, al jugador se li proposen diferents seqüències de proteïnes que ha de plegar correctament. El joc es fa més exigent a mesura que s’avança, i s’estimula la competició entre jugadors (i equips de jugadors) donant puntuacions més altes als més ràpids o que més s’han apropat a l’estructura correcta. I, més endavant, es proposen proteïnes d’estructura encara desconeguda, per tal que els jugadors facin les seves propostes, que si són prou bones es validen al laboratori.

Foldit és un joc que us permet col·laborar en importants avenços científics (Feu clic al logo per jugar-hi)

Gràcies a aquest joc, els investigadors han comprovat que la ment humana—sobretot diverses ments humanes pensant coordinadament—pot ser millor que els supercomputadors. Com demostren en un article recent a Nature (ben resumit en aquesta notícia, que és la base d’aquest post i que cita també els altres projectes ementats), les xarxes de cervells humans són en aquest cas més eficients que els millors ordinadors. Això es deu fonamentalment a tres capacitats que nosaltres explotem millor que les màquines: la millor visió espacial, l’aptitud d’arriscar-se a curt termini per obtenir beneficis més endavant, i l’habilitat per adonar-nos aviat que som en una via morta. Tot i que els programadors ja han començat a incloure els resultats que es deriven d’aquesta prova als algorismes de Rosetta@home, de moment mantenim l’avantatge.

Ho veieu, com encara no hem perdut la guerra?

Actualització 11/1/11: A través de la pàgina d’iCIENTIFICats a Facebook, la Sara ens fa arribar un pas més en aquesta estratègia: EteRNA és un joc que ens proposa plegar estructures de molècules de RNA; les millors es sintetitzaran (com en el cas del Foldit) en un laboratori. Gràcies per l’apunt, Sara!

Científics artificials

Als éssers humans ens fa por ser desplaçats de la nostra posició dominant en el món. Sobretot pels extraterrestres o per màquines que se’ns n’han anat de les mans. La cultura popular ha deixat mostres abundants del pànic de l’ésser humà de ser suplantat per una altra raça intel·ligent, ja siguin visitants d’altres planetes (des de La guerra dels móns fins a Mars Attacks!) o ordinadors superintel·ligents (Matrix o la filosòfica i molt recomanable Battlestar Galactica).

 

Dos éssers fills de la Intel·ligència Artificial que ens han dominat a la ficció: l'agent Smith i Caprica-Six. Els nous científics podrien ser com ells.

 

Doncs bé, aparentment som una mica més a prop d’aquesta segona situació. La ciència—fins ara una activitat exclusiva del pensament humà—també avançarà gràcies a les idees genials que puguin sorgir d’una ment artificial. O això sembla si hem de fer cas de l’article de Javier Sampedro a El País ¿Máquinas capaces de soñar?, on comenta les implicacions d’una anàlisi publicada a Science pels sociòlegs de la Universitat de Chicago James Evans i Andrey Rzhetsky, Machine Science (pdf aquí si teniu accés electrònic a la revista). També en podeu trobar altres comentaris aquí i aquí.

Suposo que no es sorprendrà ningú si dic que avui en dia els ordinadors són una eina essencial per als investigadors. A part de permetre’ls fer un seguiment de la literatura més rellevant (o no tant ;-P) per a la seva feina, també resulten bàsics per a l’anàlisi de grans quantitats de dades. Però diguem que, fins ara, les màquines només han fet la feina bruta, eren un filtre que permetia als científics centrar-se en els resultats més interessants, i construir nou coneixement al seu voltant.

El que proposen Evans i Rzhetsky al seu article és que les màquines comencen ja a anar un pas més enllà. Ja no són només “tècnics de laboratori”, sinó que assumeixen el rol del científic en una vessant més intel·lectual: ara, les màquines elaboren noves hipòtesis.

Gràcies a la intel·ligència artificial, els investigadors actuals han començat a identificar nous patrons fins ara desconeguts. Aquests patrons es basen en relacions entre conceptes que els científics encara no havien estat capaços de trobar per ells mateixos. Les màquines ja no es centren en ajudar-nos a confirmar o rebutjar les hipòtesis “pregenerades” pels científics, sinó que comenen a proposar-nos idees pròpies. I n’estan aprenent a bon ritme.

El primer sistema (i el més evident) per a produir aquestes noves hipòtesis consisteix en establir relacions entre conceptes o resultats aparentment desconnectats, sovint pertanyents a caps diferents de la ciència. I no només això, sinó que també cal definir (o la màquina ha d’aprendre) quina és la millor manera d’identificar les connexions més útils.

L’exemple més senzill d’aquest abordatge consisteix a connectar dos resultats diferents a partir d’un element comú: si A causa B, i C és conseqüència de B, és lògic pensar que A provoca C. Tot i la seva aparent senzillesa, aquest raonament no resulta fàcil d’intuir per investigadors de disciplines diferents, necessàriament centrats en “el seu tema”. En canvi, la gran potència de càlcul dels ordinadors els permet extreure aquestes conclusions tot saltant-se les fronteres tradicionals a la ciència i la limitació dels investigadors al seu camp. De la mateixa manera, els ordinadors també podrien identificar i utilitzar patrons de raonament semblants utilitzats en diverses disciplines, per tal de trobar possibles paral·lelismes entre elles.

Tot i que presenta algunes limitacions (com per exemple l’ús de termes diferents en camps diferents per referir-se al mateix concepte), aquest plantejament ja ha començat a donar resultats. Una bona mostra d’això són els estudis ja publicats sobre el descobriment de nous usos per a medicaments ja comercialitzats a partir dels seus efectes secundaris. En aquest cas, els ordinadors han permès trobar aquests nous usos en especialitats de la medicina alienes a aquella per la qual es va crear el fàrmac en un principi.

 

A i C, pertanyents a camps diferents, estan connectats gràcies a B. Font: Science i http://sciencelife.uchospitals.edu

 

Un segon mètode per a establir la lògica que permeti a les màquines proposar noves hipòtesis és la creació de grups de conceptes “d’ordre superior”: a partir de llistes de conceptes aparentment independents, ja hi ha programes que poden començar a identificar les relacions de “gra gruixut” que hi ha entre ells. És a dir, tenen la capacitat d’examinar la llista en perspectiva i identificar-ne propietats que són fruit de la interacció d’aquests conceptes. Perquè ens entenguem, la temperatura també és una descripció de gra gruixut, però que resulta més útil que definir l’agitació tèrmica de cada partícula d’un material. Això mateix pot passar amb aquests acúmuls de conceptes, que adequadament agrupats poden ser molt reveladors.

Aquests canvis també portaran els investigadors “de despatx” a replantejar-se la seva feina: passaran de buscar noves hipòtesis a centrar-se en identificar la millor manera que els ordinadors produeixin idees plausibles i útils. La seva tasca, però, no serà només la d’ensenyar als programes a “fer ciència”. També els hauran d’ensenyar que les hipòtesis més interessants per a ser analitzades en profunditat són aquelles que es basen en relacions que integren tot el sistema, ja sigui biològic (vies metabòliques i com  aquestes interaccionen), físic (les partícules d’un cos, però també les dels veïns) o social (cal considerar aspectes econòmics, polítics…). Per tant, tot i que els sistemes d’intel·ligència artificial comencin establint totes aquestes noves hipòtesis a l’atzar, a poc a poc n’aprendran i evolucionaran per tal de proposar-nos només aquelles que resultin més exhaustives i potencialment útils.

 

Una espècie en perill d'extinció? (©Paul Hardy/Corbis)

 

Sembla, doncs, que anem cap a un nou paradigma de la ciència, un món on les màquines seran les que pensaran i ens proposaran experiments, i on nosaltres anirem afinant la seva intel·ligència. Fins on ens portarà això? Arribarem al punt que temem atàvicament on els ordinadors ens suplantaran? La intel·ligència artificial buscarà hipòtesis que siguin més interessants per a ella que per als humans que l’hem creat? Creieu que realment la tasca dels científics canviarà de manera radical? Us preocupa aquesta possibilitat? Fins i tot si es així, no patiu, perquè—com veureu en un post futur—la batalla per dominar la ciència encara no està perduda…

Què ens fa humans? – I. Per començar…

…us recomano la lectura d’aquest article de Público, publicat a principis de 2009, titulat justament ¿Qué nos hace humanos?

I doncs, fet? Fantàstic! Més avall el comentarem, però abans plantegem una mica el perquè d’aquesta sèrie de posts que comença avui.

Què ens fa humans? És un dels grans interrogants que la Ciència intenta respondre. I pel que es veu, alguns lectors d’iCIENTIFICats també volen trobar-hi resposta, tal com demostra aquest comentari de l’Anna. El seu gran problema, i la seva gran virtut, és que és una pregunta molt i molt complexa.

En primer lloc, perquè ens podem plantejar la qüestió a diversos nivells. És clar que podem intentar aclarir quines són les característiques físiques que ens permeten distingir-nos com a humans, però  també quines són les bases genètiques d’aquestes característiques. Ens podem preguntar quines parts del nostre organisme són únicament humanes, però també és lògic que ens interroguem sobre l’origen de la nostra pròpia consciència. És més, fins i tot podem preguntar-nos com aquestes capacitats físiques úniques han donat lloc a un element tan especial com és aquesta consciència, i com unes i altra interaccionen per fer-nos com som.

I en segon lloc, perquè alguns dels sovint considerats trets exclusivament humans potser no ho eren tant en realitat. Amb el pas dels anys, el coneixement que hem adquirit sobre nosaltres mateixos—i sobre el món que ens envolta—ha situat l’espècie humana cada vegada més a prop de la resta d’éssers vius, i més lluny de la posició de superioritat on la situaven la majoria de mitologies tradicionals. El procés que va iniciar-se amb Galileu i Kepler desplaçant la Terra del centre de l’Univers ha avançat una mica més els darrers anys: la seqüenciació del genoma humà el 2000 va demostrar que els éssers humans tenim si fa no fa el mateix nombre de gens que qualsevol altra espècie de mamífers, al voltant de 25.000 o 30.000 (font: Wikipedia, Nature). Aquest nombre es troba força lluny dels 50.000 o 100.000 que alguns especialistes havien predit, i que ens haurien situat en una posició privilegiada com a espècie. Estudis més recents també han demostrat que les nostres proteïnes són pràcticament idèntiques a les dels nostres parents evolutius més propers, els ximpanzés.

Portada del número de Science on va aparèixer el primer esborrany del genoma humà

Aquest darrer aspecte era precisament el punt de partida de l’article de Público. Va ser el primer que vaig llegir en començar a pensar en aquesta sèrie de posts que aniré publicant, i realment és el millor inici possible. Com heu pogut veure, és un bon resum de les respostes que s’han donat fins ara a la pregunta, i com sembla que s’han anat descartant moltes d’aquestes possibles solucions.

L’article mostra que aspectes que semblaven purament humans, com el llenguatge, la fabricació d’eines, o fins i tot la transmissió d’una cultura entre generacions, apareixen també—tot i que sovint només dins del laboratori—entre els ximpanzés. A banda d’això, tot i que el nostre cervell és unes quatre vegades més gran que el d’un ximpanzé, només tenim un 125% més de neurones, el que fa més difícil interpretar les diferències de mida. La resposta es podria trobar en els astròcits, cèl·lules del sistema nerviós que fins ara es creia que servien només com a “suport vital” de les neurones (tot aportant-los nutrients), però encara no s’ha confirmat.

Com ja hem dit abans, aquestes diferències orgàniques i perfectament visibles han de tenir una base a una escala més reduïda, a nivell dels gens. Hem vist ja que la resposta no és una qüestió de quantitat, ja que el nombre de gens als humans és molt similar al d’altres mamífers, i gairebé no difereix del de la resta de simis. Cal pensar, doncs, que és un assumpte de qualitat; però sembla que tampoc així arribem a una resposta satisfactòria: les comparacions gen a gen  revelen una diferència màxima entre els genomes del 5%, mentre que les proteïnes són virtualment idèntiques.

La clau per resoldre l’enigma es pot trobar en un punt intermig. Tal i com apunten els investigadors citats a l’article, la comparació dels genomes en conjunt (no gen a gen) ha demostrat que hi ha un fragment d’ADN, amb una única còpia en humans, que és molt més abundant als ximpanzés i als goril·les. Aquests “gens que es copien i salten“, com els anomenen en l’article, són en realitat transposons o elements mòbils d’ADN (en teniu informació a la Wiki, i una explicació més completa a l’obra de referència Molecular Biology of the Cell, d’Alberts i col·laboradors). Es tracta de seqüències d’ADN, que poden o no contenir gens “que funcionin”, amb la capacitat de replicar-se (copiar-se) i inserir-se (saltar) en altres llocs del genoma. Això a vegades pot provocar mutacions, desplaçaments de la pauta de lectura que s’utilitza per a fabricar proteïnes, etc. amb efectes clarament negatius. També és possible, però, que no tinguin cap efecte en absolut o que—com en aquest cas—puguin modificar lleugerament els nivells de proteïna que es produeixen a partir de gens situats al costat. D’acord amb la hipòtesi que es planteja, la diferència en la “qualitat” (canvis a la seqüència d’ADN) podria causar petites alteracions en la “quantitat” de proteïna, suficients per donar lloc a la “humanitat”.

Aquest transposó només presenta una còpia en humans. Podria ser a l'arrel de la "humanitat". La imatge il·lustra l'article de Público

Tot i que caldran més estudis i més recerca, ja tenim un bon punt de partida per intentar entendre què ens defineix. De fet, avui, no pretenia res més. Durant els propers mesos, sense un periodicitat fixada, a iCIENTIFICats anirem comentant aspectes com la consciència d’un mateix, la cultura, el llenguatge… per veure si ens diuen una mica més qui som. És probable que, quan ens hi posem, parlem de biologia i de química, però també de llengua o filosofia. Bé, tot això és Ciència.

Espero, desitjo, que sigui un tema que us atregui, que us piqui la curiositat, que us porti a plantejar-vos la pregunta i donar-hi les vostres pròpies respostes. Benvinguts a la gran PREGUNTA!