Las mitocondrias, seres extraños en nuestro cuerpo

Cuando hablamos de nuestros genes ―del genoma humano― nos referimos a los genes que se hallan en el núcleo de cada una de nuestras células, que forman los cromosomas y que nos hacen ser lo que somos.  Sin embargo, existe un ADN distinto ―un ADN extranuclear― que se haya en el interior de unos orgánulos fundamentales para nuestro organismo: las mitocondrias.

Habitualmente se emplea un símil bastante sencillo para describir la función de las mitocondrias: se trata de las centrales energéticas de la célula, las encargadas de generar la energía necesaria, gracias principalmente al oxígeno que respiramos, para que la célula pueda llevar a cabo sus funciones fisiológicas.  Sin embargo, su importancia va más allá.  Por ejemplo, los paleoantropólogos y genetistas emplean el ADN mitocondrial para determinar el parentesco evolutivo de diferentes especies.

Una breve descripción

Encontramos las mitocondrias tanto en células animales como vegetales.  La mayor parte de los textos sobre bioquímica y biología molecular destacan sus tres características principales: se trata de pequeños orgánulos esféricos o alargados, que están presentes en el citoplasma de las células rodeados por una doble membrana con un espacio interno entre ellas.

Por término medio, una mitocondria tiene una longitud que varía de 1 a 10 micras, y un grosor de 0,5 micras (lo que supone un tamaño parecido al de la bacteria Escherichia coli).  La membrana externa es permeable al paso de iones, metabolitos y polipéptidos contenidos en el citosol, mientras que, por el contrario, la membrana interna es muy impermeable al paso de estas moléculas salvo que existan unos transportadores específicos.  Esta membrana se encuentra plegada formando una serie de crestas: cuanta mayor sea la necesidad de energía de un tejido, más crestas presentará al suponer un aumento de su área superficial y, con ello, la capacidad de producir energía.

Principales funciones

La digestión de los alimentos que consumimos diariamente no es más que su degradación en unidades más pequeñas, permitiendo de esta forma su utilización en los distintos procesos biológicos.  Esta descomposición es necesaria porque las macromoléculas no pueden acceder al interior de las células a menos que sean reducidas a sus elementos constituyentes, labor en la que intervienen determinadas enzimas.  Una vez degradados, estos productos son absorbidos por las células mediante proteínas específicas de transporte.  Con esta breve explicación ―muy esquemática― podemos comprender por tanto el significado del término metabolismo: constituye la red integrada de reacciones bioquímicas que mantienen la vida de un organismo.  Un concepto algo genérico ¿verdad?  Ahondemos un poco más.

En el metabolismo convergen dos mecanismos diferentes, el catabolismo y el anabolismo.  El primero consiste en la destrucción de moléculas complejas en sus constituyentes más simples y la obtención y almacenamiento de la energía liberada.  La otra cara de la moneda es el anabolismo: el proceso de construir moléculas complejas a partir de otras más sencillas.  El anabolismo es el encargado de generar los componentes celulares y los tejidos y, por tanto, el responsable del crecimiento de nuestro organismo.

Bien.  ¿Y dónde intervienen las mitocondrias?  Las mitocondrias constituyen el principal lugar de generación de energía de la célula a través del catabolismo mediante la oxidación de los alimentos.  La energía se obtiene en forma de ATP ―trifosfato de adenosina (o adenosín trifosfato, del inglés Adenosine TriPhosphate).  Para obtener energía en forma de ATP, nuestras células emplean varios caminos distintos llamados rutas metabólicas.  Vamos a exponer de forma breve y esquemática (que no se enfaden los bioquímicos) el metabolismo de la glucosa ―su degradación para el aprovechamiento de su energía― que puede dividirse en tres fases:

  1. Glucólisis.  Conlleva la lisis o escisión de la molécula de glucosa en dos fragmentos de tres carbonos (C3) en forma de ácido pirúvico, acompañada de la reducción de un transportador de electrones.  Esta fase tiene lugar en el citoplasma de las células en ausencia de oxígeno.  El rendimiento energético final serán dos moléculas de ATP consumidas por cuatro sintetizadas, por lo que se obtiene como resultado neto dos moléculas de ATP.
  2. El ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA), en el que los átomos de carbono dos y tres del piruvato son transformados en CO2.  El ciclo se lleva a cabo en el interior de las mitocondrias y su balance energético es la producción de dos moléculas de GTP, con enlaces ricos en energía.  Además se obtienen moléculas con poder reductor como el NADH y el FADH2.
  3. La cadena de transporte de electrones en la que los electrones son transferidos desde transportadores de electrones hasta el oxígeno y que, junto con protones de la disolución, forman agua.  En este tercer estadio es donde se genera la mayor cantidad de ATP.  Esta fase tiene lugar en la membrana interna mitocondrial.  Por cada NADH que entra en la cadena se obtienen tres ATP, mientras que cada FADH2 aporta dos ATP.

El proceso completo se denomina fosforilación oxidativa.  Mediante la oxidación de cada molécula de glucosa se obtienen alrededor de treinta moléculas de ATP.

Esquema actual del sistema mitocondrial de la fosforilación oxidativa. Los equivalentes reducidos que se generan en el metabolismo (NADH, FADH2) son oxidados por la cadena de transporte de electrones. La energía libre generada en esta reacción se emplea para bombear protones (puntos rojos) desde la matriz mitocondrial hasta el interior de las crestas mitocondriales, para dar lugar a la fuerza protón-motriz. Cuando éste se disipa a través del retorno a la matriz de los protones a través de la ATP sintasa, la energía almacenada se emplea para fosforilar el ADP con un grupo fosfato para formar ATP.
Esquema actual del sistema mitocondrial de la fosforilación oxidativa. Los equivalentes reducidos que se generan en el metabolismo (NADH, FADH2) son oxidados por la cadena de transporte de electrones. La energía libre generada en esta reacción se emplea para bombear protones (puntos rojos) desde la matriz mitocondrial hasta el interior de las crestas mitocondriales, para dar lugar a la fuerza protón-motriz. Cuando éste se disipa a través del retorno a la matriz de los protones a través de la ATP sintasa, la energía almacenada se emplea para fosforilar el ADP con un grupo fosfato para formar ATP.

Disculpad esta simple descripción ya que mi objetivo es que nos centremos en el ADN mitocondrial.

El ADN mitocondrial

Bajo mi punto de vista, el rasgo más llamativo de las mitocondrias es que poseen un genoma propio diferente al contenido en el núcleo celular.  Este AND mitocondrial (abreviadamente ADNmt o mtDNA en inglés) es una molécula de ADN circular que, en el caso de las mitocondrias humanas, tiene 16.569 pares de bases y ha sido secuenciado completamente (podéis verlo aquí).  Gracias a este ADN, las mitocondrias pueden replicarse casi de forma independiente de la maquinaria celular, pueden transcribir y traducir su información genética y, de esta forma, codificar la síntesis de algunas de sus proteínas.  Cada célula contiene cientos o miles de mitocondrias (siempre al menos una) y cada mitocondria contiene múltiples copias de su propio ADNmt.

Hasta la llegada del microscopio electrónico había cerca de veinte términos para estos pequeños corpúsculos, reconocidos finalmente como mitocondrias gracias a la labor del microbiólogo Carl Benda, quien los bautizó así en 1898 uniendo las palabras griegas mitos (hebra o hilo) y khondrion (pequeño gránulo).  Con el paso de los años, los diferentes términos se fusionaron y su significado se aclaró a medida que mejoraba la microscopía.  En esta labor resultó trascendental el descubrimiento de la existencia de un ADN mitocondrial realizado en 1963 por Margit M. K. Nass y Sylvan Nass, mientras formaban parte del Instituto Wenner-Gren de Biología Experimental de la Universidad de Estocolmo.

ADNmt en su configuración circular. Micrografía de electrones tomada de Nass, M. M. (1966), "The circularity of mitochondrial DNA". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 56, núm. 4, p. 1215-1222.
ADNmt en su configuración circular. Micrografía de electrones tomada de Nass, M. M. (1966), «The circularity of mitochondrial DNA». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 56, núm. 4, p. 1215-1222.

Sin embargo y a pesar de lo que pueda parecer, la mitocondria no funciona de forma completamente autónoma.  Hoy sabemos que alberga muchos cientos de proteínas, de las cuales sólo unas pocas (13 en los humanos) se sintetizan en su interior y son codificadas por genes mitocondriales.  Estas trece proteínas son subunidades de complejos macromoleculares implicados en el mecanismo de la fosforilación oxidativa que hemos explicado brevemente más arriba.  El resto de proteínas están codificadas por genes nucleares, cuyos ARNm se traducen en los ribosomas citoplasmáticos y finalmente liberadas en el citoplasma.  Desde allí son enviadas hacia receptores de la membrana mitocondrial, donde son transportadas hasta su interior.

Lo más interesante desde el punto de vista del estudio de la evolución humana es que el citoplasma es heredado casi exclusivamente por vía materna.  Es decir, en la formación de un cigoto, el gameto femenino (el óvulo) aporta un núcleo haploide y además el citoplasma, mientras que el gameto masculino (el espermatozoide) aporta casi exclusivamente un núcleo haploide, sin citoplasma (las mitocondrias de los espermatozoides, que se encuentran en la cola, quedan fuera del óvulo al ser fecundado).  Por lo tanto, dado que en los seres humanos las mitocondrias se encuentran en el citoplasma, todas ellas se heredan por vía materna (existe una excepción ya que hay estudios que afirman haber localizado mitocondrias del progenitor masculino en tejido muscular, aunque sus conclusiones son dudosas ).

Con este descubrimiento y los múltiples análisis del ADN mitocondrial que se han venido realizando desde entonces, aplicados como decimos al estudio de la evolución humana, se ha logrado reconstruir el árbol del ADNmt y, por tanto, llegar hasta la que se ha denominado «madre» de la especie humana, la “Eva mitocondrial”.  Esta cuestión la trataremos en breve con más detalle en nuestra sección “El viaje más largo”.

Origen evolutivo

Como colofón, y aunque no nos detengamos mucho en ello, no puedo dejar de recomendar la lectura de los trabajos de Lynn Margulis.  Fue una investigadora excepcional y quien defendió contra viento y marea la teoría de que las mitocondrias se incorporaron a la maquinaria celular en calidad de simbiontes, así como su origen bacteriano.  Hoy en día muy pocos discuten la realidad de esta teoría, que se conoce como endosimbiosis seriada (Serial Endosymbiosis Theory ―SET― en inglés):

Yo afirmo, como antes lo hicieron otros académicos frecuentemente ignorados, que los ancestros lineales de las mitocondrias vegetales y animales también empezaron como bacterias de vida libre.  Las mitocondrias, las fábricas intracelulares de energía, producen energía química dentro de las células de todos los animales, plantas y hongos.  Las mitocondrias también residen de manera regular en la mayoría de las miríadas de oscuros seres microbianos, los protoctistas, a partir de los cuales evolucionaron las plantas, los animales y los hongos.  Basándose puramente en las cifras, son los cloroplastos y las mitocondrias, y no los humanos, las formas de vida que dominan la Tierra.

[…]

Las mitocondrias viven en el interior de nuestras células pero no se reproducen al mismo tiempo que la célula que las aloja ni lo hacen de la misma manera.  Son descendientes de bacterias ancestrales que usaban oxigeno.  Atrapadas como presas o invadiendo la célula como parásitos, esas bacterias se establecieron en el interior de células distintas a ellas, en una extraña alianza en la que la célula invasora eliminaba los residuos y proporcionaba energía procedente del oxigeno a la célula parasitada a cambio de alimento y cobijo.  Sin mitocondrias, la célula nucleada vegetal o animal no puede respirar y muere.

Referencias

  • Elliott, W. H., et al. (2002), Bioquímica y biología molecular. Barcelona: Ariel, XXVII, 788 p.
  • Klug, W. S. y  Cummings, M. R. (1999), Conceptos de genética. Madrid: Prentice Hall, 840 p.
  • Lawrence, E. (2003), Diccionario Akal de términos biológicos. Madrid: Akal, 687 p.
  • Margulis, L. (2003), Una revolución en la evolución: escritos seleccionados. Valencia: Universidad de Valencia, 374 p.
  • Margulis, L. y  Sagan, D. (2003), Captando genomas: una teoría sobre el origen de las especies. Barcelona: Kairós, 308 p.
  • Nass, M. M. y  Nass, S. (1963), «Intramitochondrial fibers with DNA characteristics. I. Fixation and electron staining reactions». The Journal of cell biology, vol. 19, p. 593-611.
  • Nass, S. y  Nass, M. M. (1963), «Intramitochondrial fibers with DNA characteristics. II. Enzymatic and other hydrolytic treatments». The Journal of cell biology, vol. 19, p. 613-629.
  • Nass, M. M. (1966), «The circularity of mitochondrial DNA». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 56, núm. 4, p. 1215-1222.

Andar con la mente

Hace poco comentábamos los avances en el tratamiento de diferentes problemas de visión relacionados con algunas enfermedades oculares y los mecanismos empleados: la terapia génica y la biónica.  Ahora vamos a profundizar más en el segundo de estos mecanismos y el trabajo que están realizando numerosos científicos para conseguir otro hito importante: conseguir que personas con parálisis vuelvan a caminar.

El término biónica proviene de la raíz bio- «vida» y de la terminación de electró-nica,y es definida por la Real Academia Española de la Lengua como la aplicación del estudio de los fenómenos biológicos a la técnica de los sistemas electrónicos.  En otros términos, en el campo de la medicina, biónica significa la sustitución de órganos o miembros por versiones mecánicas.

brazo-bionico

Existen distintos tipos de prótesis en función del órgano o miembro afectado.  Por ejemplo, desde hace más de 50 años se vienen realizando implantes cocleares: consiste en la implantación quirúrgica de un aparato que transforma las señales acústicas en señales eléctricas que estimulan el nervio auditivo.  Estas señales eléctricas son procesadas a través de las diferentes partes de que consta el implante y que son tanto externas (colocadas fuera del cráneo y que comprenden un micrófono, un procesador y un transmisor) como internas (un receptor-estimulador y unos electrodos).

Del mismo modo, se emplean prótesis de brazos y piernas que reciben el nombre de prótesis neurales o biónicas (ahora que los científicos han acabado por aceptar el término popularizado por los escritores de ciencia ficción).  El mecanismo es relativamente sencillo sobre el papel: los miembros artificiales se acoplan al cuerpo mediante diferentes sistemas de sujeción y emplean los nervios que quedan tras una amputación para comunicarse con el cerebro de forma que éste puede controlarlos.

Los nervios, como parte del sistema nervioso periférico, conducen los impulsos eléctricos que conforman los estímulos desde los diferentes órganos al cerebro a través de la médula espinal.  Cuando alguien sufre la amputación de una pierna pero los nervios siguen intactos, es posible su reconexión mediante una técnica denominada “reinervación muscular dirigida” (targeted muscle reinnervation o TMR por sus siglas en inglés).  La técnica, desarrollada por el Dr. Todd  Kuiken, director del centro de medicina biónica del Instituto de Rehabilitación de Chicago, transfiere los nervios de la pierna o el brazo a los músculos adyacentes.  Cuando los nervios crecen en el músculo, éstos “piensan” como los músculos del pie o de la mano.  De esta forma, cuando el usuario de una prótesis piensa en contraer la mano, las contracciones del músculo son medidas por señales mioeléctricas que permiten que la mano protésica responda.  Es cierto que se necesita un intenso entrenamiento físico y mental para desarrollar todo el potencial, pero la mejora de estos sistemas con relación a las prótesis anteriores es abismal.

El poder de la mente

¿Y si fuéramos capaces de ir más allá?  Imaginemos una persona postrada en una cama debido a una tetraplejia (personalmente, me es difícil imaginar una situación más dura).  Acto seguido, imaginemos que esa misma persona se encuentra de pie frente a decenas de miles de espectadores y se encarga de hacer el saque de honor en el partido inaugural de la Copa Mundial de Fútbol a celebrar en Brasil el año que viene.  ¿Ciencia-ficción?

No.  Esta es la meta que se ha propuesto un grupo interdisciplinar de científicos encabezados por el brasileño Miguel Angelo Laporta Nicolelis que ha sido precursor, junto a sus colegas de la Universidad de Duke (en Durham, Carolina del Norte), de una técnica que permite implantar, por ahora en cerebros de ratas y monos, centenares de hilos conductores, finos como cabellos, formando microsondas.  Éstas pueden detectar señales eléctricas muy débiles (potenciales de acción), generadas por unos pocos cientos de neuronas que se encuentran repartidas por la corteza frontal y parietal de los animales en experimentación y que son responsables de la generación de movimientos voluntarios.

Para hacer realidad la hazaña sin precedentes de que una persona vuelva a andar, el paciente llevará un traje robótico ―un exoesqueleto― confeccionado a su medida.  Las señales motoras generadas por su cerebro serán enviadas a una mochila donde habrá un ordenador.  Este será el encargado de “traducir” las señales eléctricas cerebrales en órdenes concretas para los motores del exoesqueleto, a fin de que este, ante todo, estabilice el peso del paciente y, después, coordine sus movimientos en el campo hasta llegar y golpear el balón.

Un prototipo de este exoesqueleto se está construyendo ya en el laboratorio de Gordon Cheng de la Universidad Técnica de Múnich y fundador de Walk Again (camina de nuevo), un proyecto internacional sin ánimo de lucro cuyo principal objetivo es desarrollar y poner en práctica el primer interfaz cerebro-máquina (brain-machine interface) capaz de restablecer la plena movilidad de los pacientes afectados de un grado severo de parálisis.  Sus investigaciones han hecho posible que primates no humanos puedan utilizar la actividad eléctrica producida por cientos de neuronas, localizadas en varias regiones de su cerebro, para controlar directamente los movimientos de una gran variedad de dispositivos robóticos, incluyendo prótesis de brazos y de piernas.

Procedimiento complejo

Para que una persona sea capaz de mover con su mente un miembro robótico, es necesario en primer lugar establecer una comunicación directa con las neuronas encargadas de transmitir esa orden.  No solo será preciso ubicar electrodos o sensores en el interior de la caja craneana, sino que habrá que “leer” simultáneamente una gran cantidad de neuronas.  Muchos de estos sensores serán implantados en la corteza motora, la región del lóbulo frontal asociada con la generación de movimientos voluntarios, cuyas neuronas controlan y coordinan directamente el trabajo de nuestros músculos.

Acto seguido y una vez traducidos dichos impulsos eléctricos, habrán de ser retransmitidos al exoesqueleto para que se activen los diferentes actuadores y componentes mecánicos.  Por último, y no menos importante, es preciso que exista un bucle, una retroalimentación con información del tacto, la fuerza, equilibrio etc. para que el cerebro del paciente sea capaz de adaptarse y modificar continuamente los impulsos que debe emitir.

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Gary Lehew, colaborador de Nicoelis en la Universidad de Duke, ha ideado un nuevo tipo de sensor: un cubo de registro (debidamente patentado en Estados Unidos) que, una vez implantado, puede reconocer señales de un volumen tridimensional de la corteza.  A diferencia de los anteriores sensores compuestos por matrices planas de microelectrodos, cuyas puntas reciben las señales eléctricas neuronales, este dispositivo extiende microfilamentos hacia arriba, hacia abajo y hacia los lados, recogiendo información por tanto de forma tridimensional.  Esto significa que cada cubo podría, en principio, captar la actividad eléctrica de entre 4.000 y 6.000 neuronas.  El objetivo consiste en implantar varios de estos sensores para disponer de datos simultáneos de decenas de miles de neuronas.

Para poder manejar la abundante cantidad de datos que genera este dispositivo, los investigadores avanzan en el diseño de microcircuitos que, implantados junto a los microelectrodos, envíen la información al exoesqueleto.  Para este cometido, Tim Hanson ha construido un sistema de registro inalámbrico que permite enviar las ondas cerebrales hasta un receptor remoto.  De esta forma, los datos procedentes de los sistemas de registro se transmitirán inalámbricamente a un ordenador alojado en una mochila, donde varios procesadores digitales ejecutarán unos algoritmos que traducirán las señales neuronales en órdenes aptas para controlar los elementos móviles, o actuadores, repartidos por las articulaciones del exoesqueleto y que ajustarán la posición de las extremidades artificiales.

Por último, como ya hemos avanzado, el paciente no solo ha de moverse, sino también sentir el suelo que pisa o la fuerza que ejerce con las manos.  El exoesqueleto reproducirá un sentido del tacto y equilibro incorporando sensores microscópicos que, por una parte, detecten la cantidad de fuerza de cada movimiento concreto y, por otra, envíen la información del traje al cerebro para su procesamiento.

El equipo de Nicoelis ha logrado ya un avance decisivo en este campo al lograr que dos monos aprendan a ejercer un control neuronal de los movimientos de un brazo creado por ordenador, que no solo toca objetos del mundo virtual, sino que suministra también una realimentación “táctil artificial” directamente al cerebro de cada simio.  Mediante entrenamiento, esta estimulación reactiva del cerebro gracias a los sensores instalados en el exoesqueleto deberían posibilitar una caminata sin tropiezos bastante similar a la que podemos hacer cualquiera de nosotros todos los días.

Otras aplicaciones

Una vez que se controle a la perfección el proceso de envío de las señales cerebrales a un dispositivo para su tratamiento digital y su conversión en órdenes mecánicas, el abanico de posibilidades de esta tecnología se abrirá en todo su esplendor.  Ya no solo será posible que un humano con una lesión severa pueda volver a caminar y realizar una tarea tan cotidiana como vestirse, sino que permitirá la manipulación de robots enviados a ambientes donde un humano jamás podría o debería penetrar directamente: sería posible dirigir la actividad de un operario humanoide para reparar los daños sufridos tras un accidente nuclear como el que tuvo lugar en Fukushima.

Más aún, podríamos controlar herramientas que ejerzan fuerzas mucho mayores, o mucho más livianas, de lo que nuestros cuerpos son capaces, liberando así de las limitaciones ordinarias la cantidad de fuerza que un individuo puede desarrollar.

Quizás algún día se haga realidad la visión que James Cameron plasmó en su película Avatar y podamos maniobrar a distancia robots de cualquier tamaño y, tal vez, enviarlos a otros cuerpos celestes para que realicen los trabajos que nosotros no podemos o queremos llevar a cabo.

 

Referencias

Kuiken, T. A., Dumanian, G. A., Lipschutz, R. D., Miller, L. A., & Stubblefield, K. A. (2004). The use of targeted muscle reinnervation for improved myoelectric prosthesis control in a bilateral shoulder disarticulation amputee Prosthetics and Orthotics International, 28 (3), 245-253 : 10.3109/03093640409167756

En este artículo se describe el novedoso método para controlar una prótesis mioeléctrica de las extremidades superiores que se logró en un paciente con amputaciones bilaterales a nivel de los hombros.  Se empleó la técnica de “reinervación muscular dirigida» gracias a la cual el paciente podía controlar simultáneamente dos movimientos con la prótesis experimental, tanto del codo como  de la muñeca.  El paciente manifestó que prefería claramente la nueva prótesis al indicar que era más fácil y rápida de utilizar, y la consideraba más natural.

O’Doherty JE, Lebedev MA, Ifft PJ, Zhuang KZ, Shokur S, Bleuler H, & Nicolelis MA (2011). Active tactile exploration using a brain-machine-brain interface. Nature, 479 (7372), 228-31 PMID: 21976021

En este artículo se demuestra el funcionamiento de una interfaz cerebro-máquina-cerebro (BMBI por sus siglas en inglés) que controla tanto los movimientos exploratorios de un actuador como permite la realimentación táctil artificial mediante la microestimulatión intracortical de la corteza somatosensorial primaria.

Lebedev MA, & Nicolelis MA (2006). Brain-machine interfaces: past, present and future. Trends in neurosciences, 29 (9), 536-46 PMID: 16859758

Velliste, M., Perel, S., Spalding, M., Whitford, A., & Schwartz, A. (2008). Cortical control of a prosthetic arm for self-feeding Nature, 453 (7198), 1098-1101 DOI: 10.1038/nature06996

Matsuoka Y, Afshar P, & Oh M (2006). On the design of robotic hands for brain-machine interface. Neurosurgical focus, 20 (5) PMID: 16711660

Hatsopoulos, N., & Donoghue, J. (2009). The Science of Neural Interface Systems Annual Review of Neuroscience, 32 (1), 249-266 DOI: 10.1146/annurev.neuro.051508.135241

Confía en mí, tengo una intuición… (y II)

Continuando la entrada anterior, las preguntas que debemos responder son: ¿erramos siempre que hacemos caso a nuestra “intuición”?, ¿se pueden extrapolar estos resultados a las circunstancias que nos encontramos en nuestra vida cotidiana?, ¿cuál es el motivo de que existan las intuiciones si pueden llevarnos a cometer errores?

Posibles causas

Keith Stanovich (profesor de desarrollo humano y psicología aplicada de la Universidad de Toronto) y Richard West (profesor emérito de psicología de la Universidad James Madison) escribieron hace doce años un extenso artículo sobre este particular que ha sido ampliamente citado y debatido: Individual differences in reasoning: implications for the racionality debate?

En su estudio dan cuenta de lo que numerosas investigaciones han venido destacando: existe una diferencia entre nuestra conducta y lo que se considera un juicio o comportamiento racional.  Hay quien ha planteado que existe una irracionalidad sistemática en nuestro sistema cognitivo o, dicho de otra forma, que el ser humano no puede actuar de forma racional.

Esta afirmación es, cuando menos, controvertida.  Stanovich y West en cambio opinan que el comportamiento y el sistema cognitivo humano son fundamentalmente racionales, por lo que han propuesto cuatro posibles explicaciones para los hechos observados:


La primera explicación contempla los “errores de interpretación”. Son los fallos que cometemos a la hora de aplicar una regla, una estrategia o un conocimiento que ya poseemos, pero que debido a un despiste momentáneo no tenemos en cuenta o no aplicamos (este despiste puede deberse a una falta de atención, un fallo de memoria o, como lo llamamos comúnmente, un lapso mental). Se trata de errores transitorios y aleatorios que sirven para explicar los fallos que cometemos a la hora de resolver, por ejemplo, los problemas que expusimos en el anterior post. Una lectura apresurada del contenido del problema, o de lo que éste nos pide, nos puede llevar a dar una respuesta errónea.

Otra posible explicación implica la existencia de “limitaciones computacionales”.  Es decir, hay que tener en cuenta las limitaciones intrínsecas de nuestro cerebro para llevar a cabo determinadas tareas.  Cada persona tiene una capacidad diferente (lo que comúnmente llamamos inteligencia), por lo que no caben comparaciones globales.  Los autores visualizan esta cuestión sosteniendo que sería perverso juzgar que un sujeto está razonando mal cuando no emplea una estrategia que, para poder aplicar, requeriría en realidad poseer un cerebro del tamaño de un dirigible.

En tercer lugar es posible que se “aplique un modelo normativo incorrecto por parte del experimentador”.  Esto sucede porque los psicólogos, a la hora de interpretar los resultados reflejados en las diferentes pruebas, necesitan modelos de otras disciplinas (como la estadística, la lógica, las matemáticas etc.).  Por lo tanto, es posible que se malinterprete la desviación de lo que se denomina un juicio racional porque se apliquen de forma incorrecta estos modelos que, como hemos visto, son ajenos a la psicología o las neurociencias en general, y pueden no estar bien ajustados.

Por último, es posible que se aplique el modelo correcto pero el sujeto que responde haya interpretado el problema que se le plantea de forma diferente a lo esperado, y esté ofreciendo una respuesta correcta pero a un problema diferente.  Esto sucede cuando hacemos una interpretación diferente a la esperada de la tarea que se nos expone.

Como vemos, las dos últimas explicaciones vienen referidas a los defectos que pueden cometer los encuestadores al plantear las pruebas y al analizar los resultados.  En cambio, los dos primeros argumentos sí nos sirven para explicar las “intuiciones” erróneas.  Si prestáramos más atención al enunciado, y nos tomáramos nuestro tiempo en responder, seguramente obtendríamos mejores resultados.  A pesar de todo, la extendida generalización de estos errores ponen de manifiesto que debe haber un mecanismo subyacente aún no comprendido.  Del mismo modo, hay algo que sigue necesitando una mejor explicación: lo que más me llama la atención de las intuiciones no es tanto el fallo al resolver los problemas (una persona con conocimientos matemáticos puede resolverlos todos rápidamente sin mayores dificultades) sino el hecho de que, cuando damos la respuesta que creemos correcta, nos auto convencemos de que es así, es decir, no nos damos cuenta de nuestro error por mucho que releamos el enunciado.

Dos tipos de procesos cognitivos

Daniel Kahneman, profesor de psicología en la Universidad de Princeton (y primer no economista en ganar el premio Nobel de Economía), ha desarrollado una teoría a lo largo de su carrera según la cual existen dos tipos de procesos cognitivos (que llamamos tradicionalmente pensamiento intuitivo y pensamiento reflexivo): uno de ellos es casi instantáneo e involuntario y apenas requiere atención o deliberación; el otro exige mucha más atención y conlleva cierto grado de computación y reflexión.

El primer tipo de razonamiento, denominado sistema 1, se caracteriza por ser automático y, en gran parte, inconsciente y rápido.  Empleamos esta forma de razonar cuando entramos en una habitación y localizamos los obstáculos para atravesarla, cuando somos capaces de reconocer una cara desde diferentes ángulos, o cuando corremos para coger un objeto en el aire.  Se denomina también inteligencia de interacción.  Por el contrario, el segundo sistema o sistema 2, abarca los procesos de inteligencia analítica.  Éste sirve para descontextualizar y despersonalizar los problemas y requiere un mayor esfuerzo y tiempo.

Kahneman explica su concepción de estos sistemas:

Yo no creo que haya sistemas en nuestro cerebro, en el sentido de partes que interactúan entre sí. Es sólo que nuestra memoria y nuestra mente está diseñada de tal forma que cierto tipo de operaciones son mucho más fáciles de realizar que otras.

¿Cuál de los dos manda?
Aunque nos guste creer que somos seres racionales: los dos sistemas deciden. El 1 hace sugerencias que el 2 suele aceptar. Por eso la respuesta de una pregunta a menudo está muy condicionada por su planteamiento.

Aunque el sistema 1 es más primitivo, evolutivamente hablando, no por ello es peor.  Al contrario, las operaciones cognitivas más complejas cambian eventualmente del sistema 2 al 1 cuando se adquiere una destreza.  Es lo que sucede, por ejemplo, con la habilidad de los maestros de ajedrez que son capaces de percatarse de la fuerza o debilidad de una jugada al instante.

En definitiva, el sistema 1 ―que podemos denominar intuitivo― es el que nos lleva a responder de manera incorrecta problemas como los expuestos en el anterior post.  El segundo es al que debemos recurrir para percatarnos de que la respuesta intuitiva era incorrecta.

Red neuronal por defecto

Sentada la diferencia entre dos tipos de procesos cognitivos, que podemos simplificar en que uno es rápido y el otro más lento, y que el segundo requiere un mayor esfuerzo y concentración, podemos buscar la explicación del fenómeno en la necesidad del cerebro de «ahorrar» energía.

Nuestro cerebro, pese a suponer algo menos del 2% de la masa total de nuestro peso corporal en un adulto medio, consume casi el 20% del oxígeno que respiramos y, por ende, una quinta parte de las calorías producidas por nuestro organismo.

Se podría argumentar que, en aras a reducir ese gran consumo de recursos, la solución podría ser hacer frente de forma rápida y poco costosa energéticamente esos procesos cognitivos.  Sin embargo, recientes estudios han echado por tierra la imagen tradicional que teníamos del funcionamiento de nuestro cerebro: un órgano que permanecía en reposo y sin actividad neuronal hasta que se le reclamaba para llevar a cabo alguna tarea, momento en el que se excitaba, las neuronas se ponían a funcionar y consumía energía para emitir las señales necesarias.

Estas investigaciones, en las que ha sido pionero Marcus Raichle, actualmente profesor de neurobiología y psicología en la universidad de Washington en St. Louis (Missouri), han mostrado que el cerebro mantiene un elevado nivel de actividad incluso “en reposo” (entendiendo reposo como permanecer tumbado con los ojos cerrados).  El estado basal es intensamente activo.  Prueba de ello es que, por ejemplo, leer sólo requiere un aumento del 5% de energía adicional.  Cuando nuestra mente se encuentra en reposo, ciertas áreas dispersas del cerebro mantienen una intensa interacción, y la energía consumida durante ese incesante intercambio de mensajes, al que se ha denominado “modo operativo por defecto” del cerebro (default mode of brain function en inglés), multiplica por 20 la invertida por este órgano cuando responde de manera consciente ante un estímulo externo.

De esta forma, una parte importante (entre el 60 y el 80%) de toda la energía que usa el cerebro se despliega en circuitos sin relación alguna con acontecimientos externos.  En concesión a los astrónomos, los investigadores decidieron llamar a esa actividad intrínseca la “energía oscura” del cerebro, una expresión que remite a la energía invisible que representa la masa de la mayor parte del universo y que también evoca un aspecto importante, se trata de algo desconocido, un aspecto de la realidad que aún no se ha conseguido demostrar fehacientemente.

Conclusión

Tras todo lo dicho me queda un regusto amargo.  No he sido capaz de encontrar una explicación a la pervivencia evolutiva del pensamiento intuitivo salvo quizás la de que, en determinadas ocasiones y bajo ciertas circunstancias, es mejor no pensar demasiado y decidir rápido.  En cualquier caso, tal vez la lección que debamos extraer de los problemas anteriores sea que, a la hora de enfrentarnos a cuestiones importantes, deberíamos reprimir nuestro instinto y reflexionar sobre si la primera respuesta que se nos ocurre es la correcta.

Referencias

Stanovich, K., & West, R. (2000). Individual differences in reasoning: Implications for the rationality debate? Behavioral and Brain Sciences, 23 (5), 645-665 DOI: 10.1017/S0140525X00003435

Raichle, M. (2010). Two views of brain function Trends in Cognitive Sciences, 14 (4), 180-190 DOI: 10.1016/j.tics.2010.01.008

Daniel Kahneman, & Shane Frederick (2002). Representativeness Revisited: Attribute Substitution in Intuitive Judgment Heuristics and Biases. The Psychology of Intuitive Judgment DOI: 10.1017/CBO9780511808098.004

Raichle, M., & Snyder, A. (2007). A default mode of brain function: A brief history of an evolving idea NeuroImage, 37 (4), 1083-1090 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2007.02.041

Raichle M. E. (2006). Neuroscience. The brain’s dark energy. Science, 314 (5803), 1249-50 PMID: 17124311

Confía en mí, tengo una intuición… (I)

El ser humano es un animal racional. Uno de los principales rasgos que nos definen como especie es nuestra capacidad de desarrollar pensamientos abstractos y resolver problemas teóricos. Sin embargo, en ocasiones nuestra mente nos juega una mala pasada y nos hace pensar que tenemos razón cuando en realidad estamos equivocados. En estos casos, la mayoría de nosotros tenemos que hacer un esfuerzo extra para darnos cuenta de nuestro error.

Para comprender mejor lo que digo, os propongo participar en un pequeño experimento.  A continuación os dejo un total de cuatro problemas bastante sencillos que deben resolverse sin utilizar lápiz ni papel.  Una vez resueltos, pasaremos a analizarlos e intentar ofrecer una explicación científica del fenómeno.

Tienes delante veinte interruptores iguales. Diez de ellos —desconocemos cuáles— encienden diez bombillas en la habitación de la izquierda, mientras que los diez restantes encienden otras diez bombillas en la habitación de la derecha. ¿Cuántos interruptores deberemos pulsar para tener la certeza de que hemos encendido al menos dos bombillas en una de las habitaciones?

He comprado un lápiz y una goma de borrar por un total de 1,10 euros.  El lápiz ha costado un euro más que la goma.  ¿Cuánto he pagado por la goma?

Un nenúfar dobla su tamaño cada día.  Si tardó 48 días en cubrir por completo el estanque, ¿cuántos días le llevó ocupar la mitad del estanque?

Cinco máquinas necesitan cinco minutos para fabricar cinco tuercas.  ¿Cuánto tiempo tardarán 100 máquinas en fabricar 100 tuercas?

Las soluciones

Comencemos con el primer problema.  ¿Has respondido 11 interruptores, o tal vez 12?  Salvo que pulsemos 11 interruptores no podremos tener la certeza de haber encendido al menos una bombilla en cada habitación: esto es así porque los 10 primeros siempre podrían corresponder a bombillas situadas en una misma habitación.  Por otra parte, si el objetivo consistiese en encender dos bombillas en la habitación de la izquierda, podríamos tener que pulsar hasta 12 interruptores; de otro modo, siempre existiría la posibilidad de haber encendido una bombilla en la habitación de la izquierda y 10 en la de la derecha.  Aunque tal vez ambas respuestas resulten intuitivas, ninguna de ellas es la correcta.  Volvamos a leer lo que pide el problema con más detenimiento: no preguntaba cuántos interruptores deberíamos accionar para encender al menos una bombilla en cada habitación, ni cuántos para estar seguros de haber encendido dos bombillas en la habitación de la izquierda o en la de la derecha.  En realidad, basta con pulsar tres interruptores para asegurarnos de que hemos encendido dos bombillas en alguna de las habitaciones.  Tres interruptores siempre encenderán tres bombillas, dos de las cuales han de hallarse por fuerza en una misma habitación.

Los tres últimos problemas forman parte de un test (llamado cognitive reflection test ―CRT por sus siglas en inglés y cuya traducción puede ser «prueba de reflexión cognitiva») diseñado por Shane Frederick, profesor de mercadotecnia en la Universidad de Yale.  En el artículo Cognitive reflection and decision making publicado en 2005 muestra los resultados de un experimento: incluyó estos problemas en encuestas planteadas a estudiantes de varias universidades norteamericanas (entre ellas el MIT, la Universidad de Princeton, Carnegie Mellon y Harvard) con el objetivo de averiguar qué tipo de razonamiento sigue una persona al enfrentarse a un problema en su vida cotidiana.  En el estudio, que comenzó en enero de 2003, participaron 3.428 estudiantes durante 26 meses.

Las respuestas 10 céntimos, 24 días y 100 minutos son las respuestas intuitivas ―pero erróneas― que nos vienen a la mente cuando oímos los problemas por primera vez.  De hecho, los resultados del estudio vienen a corroborar el planteamiento inicial: el 33% de los participantes no dio con ninguna solución correcta; el 28% acertó uno de los problemas; el 23% dos y únicamente un 17% acertó las respuestas a los tres problemas.

Analicémoslos uno a uno.  El enunciado del problema del lápiz y la goma (un bate y una pelota en el artículo original) nos hace prestar atención a las cifras 1,10 y 1 que inmediatamente sugieren 0,10 céntimos como respuesta.  Sin embargo, como puede comprobarse con facilidad, si por el lápiz pagué un euro más que por la goma, esta me costó 5 céntimos, y aquel 1,05 euros.

El siguiente problema menciona la cifra 48 y la palabra “mitad”, lo que de manera inconsciente nos hace pensar en el número 24.  Sin embargo, cuando lo estudiamos detenidamente comprendemos que la respuesta correcta es 47: si el nenúfar dobla su tamaño cada día, para que el día 48 cubriese todo el estanque, el día anterior debía ocupar ya la mitad del mismo.

Por último, al oír el número 5 en tres ocasiones diferentes, podemos pensar de manera inconsciente que, al cambiar dos de los parámetros de 5 a 100, lo mismo debería ocurrir con el tercero, lo que nos impulsa a contestar «100 minutos».  Sin embargo volvemos a equivocarnos.  Cuando se multiplica el número de máquinas también lo hace el número de tuercas que estas pueden fabricar, por lo que no necesitan más tiempo para ello.  La respuesta correcta es 5 minutos.

Algunos detalles del estudio

Frederick observó una correlación entre aquellos participantes que tendían a razonar de manera más reflexiva (los que respondían con acierto a los tres problemas) y aquellos que preferían asumir un mayor riesgo en la toma de sus decisiones (también había una  diferencia entre sexos ―los hombres tendían a acertar más que las mujeres― aunque no ofrece una explicación detallada de este sesgo).

Como hemos visto, se trata de problemas que, al oírlos por primera vez, evocan una primera respuesta que podemos llamar intuitiva.  Aunque muchos de nosotros ―si no la mayoría― tendemos a dar por buena esa primera respuesta, hay personas que logran reprimirla y proceden a razonar con mayor detenimiento.  Los tres problemas son sencillos en el sentido de que la solución se comprende fácilmente cuando se explica, aunque alcanzar la respuesta correcta requiera desechar la respuesta errónea ―e intuitiva― que nos viene impulsivamente a la mente.

Los resultados del estudio demostraron que entre todas las posibles respuestas erróneas que podían darse, las respuestas intuitivas antes indicadas (10 céntimos, 24 días y 100 minutos) dominaban.  Del mismo modo, incluso entre aquellos que finalmente acertaron, estas respuestas intuitivas se tuvieron en cuenta en primer lugar.  Por último, y quizás lo más llamativo, cuando se pidió a los entrevistados que juzgaran la dificultad de los problemas, aquellos que fallaron pensaron que eran más sencillos que quienes acertaron (por ejemplo, aquellos que respondieron 10 céntimos en el problema del lápiz y la goma opinaron que el 92% de la gente podría resolverlo, mientras que aquellos que respondieron correctamente 5 céntimos, opinaron que “solo” el 62% podría).

¿A qué obedece esta forma de razonar?, ¿son todas las intuiciones son erróneas?, ¿por qué la evolución ha mantenido este razonamiento intuitivo si, a priori, puede resultar engañoso?.  Frederick no contesta estas preguntas en su estudio, que por otro lado se limita a dar cuenta del fenómeno y analizar los resultados obtenidos.  Por lo tanto, para buscar una explicación ―si la hay― tendremos que adentrarnos en el maravilloso mundo de las neurociencias.  A esto dedicaremos la siguiente parte de esta anotación.

Referencia

Frederick, S. (2005). Cognitive Reflection and Decision Making Journal of Economic Perspectives, 19 (4), 25-42 DOI: 10.1257/089533005775196732

La ciencia es cultura

La ciencia es cultura. Esta frase puede parecer trivial por evidente, pero encierra un significado más trascendente que voy a intentar exponer en esta anotación. La ciencia es cultura. Cierto, y la cultura no puede entenderse sin la ciencia, ese conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales según la definición de la RAE.

Una sociedad como la nuestra no puede concebirse sin las explicaciones acerca de la naturaleza, los avances técnicos y el bienestar social que lleva aparejada la ciencia moderna; del mismo modo, la ciencia no puede entenderse fuera del contexto social en que se desarrolla.

Todos conocemos en mayor o menor medida cómo surgió la ciencia o más bien cómo nos lo han explicado. La tradición judía, aceptada tanto por el cristianismo como por el islamismo, de un dios creador separado del mundo que crea se inicia con el relato del Génesis bíblico. En él se pone de manifiesto la trascendencia de Dios, un Dios que no se identifica con el mundo que crea libremente: “en el principio Dios creó el cielo y la tierra”. Se viene a decir que Dios existía ya antes de la creación del mundo permitiendo de esta forma su secularización; un mundo que ahora puede ser observado y estudiado en sí mismo dejando a un lado la confusión entre mundo y divinidad. Así, la desmitificación del mundo es un paso previo y necesario para que pueda ser estudiado racionalmente como ya hicieron, con anterioridad a esta tradición hebrea, los filósofos griegos quienes, ya desde el siglo VI a.C., se embarcaron en la tarea de explicar el mundo desde la razón, sentando las bases de la explicación científica de la realidad.

Sin embargo, para entender en sus justos términos la imbricación entre ciencia y cultura debemos retrotraernos un poco más en el tiempo, alrededor de cinco mil años, y desplazarnos hasta las llanuras fértiles de los ríos Tigris y Éufrates. En esta tierra dura, seca y compleja nace la primera manifestación de la ciencia, la desarrollada por los mesopotámicos.

Para definir el término «ciencia» en este texto, huyendo de convenciones sistemáticas y exhaustivas, me remito a la que empleó Richard Feynman. En las ya famosas John Danz Lecture Series, un total de tres conferencias impartidas por el eminente físico en la Universidad de Washington, expuso que la ciencia posee tres posibles significados o una mezcla de todos ellos: un método especial de descubrir cosas, el cuerpo de conocimientos que surge de las nuevas cosas descubiertas y las nuevas cosas que se pueden hacer cuando se ha descubierto algo (este último campo se denomina tecnología).

Por su parte, el antropólogo inglés Edward B. Tylor ofreció en 1871 en su obra Primitive culture una definición de cultura que, de nuevo sin intención sistemática, considero adecuada para estos propósitos: la cultura es ese todo complejo que incluye conocimientos, creencias, arte, moral, costumbres y todas las demás capacidades y hábitos adquiridos por el hombre como miembro de una sociedad.

Siguiendo con el argumento, la cultura tuvo su origen, según el también antropólogo White, cuando nuestros antepasados adquirieron la capacidad de simbolizar, es decir, de crear y dotar de significado una cosa o un hecho y, de esta forma, fueron capaces de captar y apreciar tales significados. Esta capacidad es inseparable de la definición del ser humano, son estas habilidades las que permitieron a nuestros antepasados  distinguirse de sus congéneres y evolucionar hasta quienes somos hoy en día.

Así, durante cientos de miles de años los seres humanos hemos compartido (de ahí la importancia del hombre como miembro de la sociedad) las capacidades sobre las que descansa la cultura: el aprendizaje, el pensamiento simbólico, la manipulación del lenguaje y el uso de herramientas y otros productos culturales. Este bagaje cultural nos ha permitido organizar nuestras vidas y hacer frente a los entornos cambiantes que hemos colonizado.

Pero volvamos al comienzo: Mesopotamia. Siguiendo a Jean-Claude Margueron, arqueólogo que ha dedicado la mayor parte de su vida al estudio de la civilización que surgió alrededor del tercer milenio antes de Cristo en las cuencas hidrográficas de los ríos Tigris y el Éufrates, me referiré a los “mesopotámicos” como un término que engloba a los diferentes pueblos que se asentaron en el lugar: sumerios, hurritas, acadios, asirios, babilonios y otros que habitaron en la zona. Todos ellos pueden ser englobados bajo el paraguas de este término ya que hay más similitudes que los unen que diferencias los separan.

La importancia de Mesopotamia (el País de los Dos Ríos ) no radica únicamente en que fue el lugar donde se inventa la escritura, sino porque allí se mantuvo una larga lucha para domeñar un territorio especialmente inhóspito. Los pueblos se enfrentaron a problemas hasta ese momento desconocidos, y las respuestas originales que hallaron son las que definirán Mesopotamia hasta finales del primer milenio y serán la base del saber transmitido posteriormente a egipcios, griegos etc.

No es extraño que esta gran civilización prosperase a orillas de estos dos ríos. Éstos eran peligrosos pero también la fuente de la vida. Para ello debieron «domesticar» las corrientes inventando los canales de irrigación, que posibilitó la protección frente a las crecidas así como la llegada del agua a territorios cada vez más alejados del curso fluvial. El asentamiento estable, el aseguramiento del abastecimiento de agua, los excedentes alimentarios y la creación de ciudades posibilitó el crecimiento cultural de estos pueblos.

Canales de irrigación.

La ciencia mesopotámica la podemos englobar en dos campos generales: en primer lugar podemos hablar del cálculo o las matemáticas, y el segundo término de los fenómenos naturales (aquí incluiremos los conocimientos en medicina y astronomía). Debemos tener presente desde ahora que la división actual del saber en diferentes disciplinas científicas no se ajusta para nada al mundo que estamos describiendo. El saber acumulado por la civilización mesopotámica tiene sobre todo una vertiente práctica, por ejemplo, empleando el cálculo para determinar la superficie de los campos y el volumen de los recipientes destinados al almacenaje; o la observación astronómica para la fijación de un calendario que rigiese los aspectos de la vida diaria… Y es esta imbricación de la ciencia con la cultura y la vida cotidiana lo que motivó que se redujeran notablemente las posibilidades de desarrollar principios de carácter teórico y abstracto, que es la base para el desarrollo de la ciencia en el sentido moderno del término (tanto es así que no existe en su vocabulario términos para designar “principios”, “leyes” o “conceptos”).

Mapa del mundo según los mesopotámicos. British Museum.

Al mismo tiempo, se trataba además de un saber cerrado, restringido a determinados círculos dada la enorme complejidad que presentaba la escritura cuneiforme. Prácticamente todo lo que conocemos de la ciencia mesopotámica son largas listas de términos que describen el mundo animal, vegetal y mineral, de números dispuestos en diferentes modos, de problemas matemáticos con sus correspondientes soluciones, de listas de estrellas y planetas, y de síntomas y de prescripciones médicas. Como hemos dicho, no existen (o quizás no han llegado hasta nosotros) tratados de carácter teórico, lo que hace suponer que la enseñanza hubiera sido verbal, no quedando por tanto indicios de todo el conjunto de principios que regulaban el funcionamiento de las cosas.

Los lugares de aprendizaje eran los propios templos, remedos de los scriptoria medievales, y como aquéllos, servían como vehículos de transmisión de las copias de los documentos que se empleaban para formar a los distintos profesionales. De esta forma, los sacerdotes dominaban la educación, que descansaría en la memorización, la repetición oral de fórmulas y la copia de textos. Además de los templos, las bibliotecas anejas eran importantes centros educativos, también en manos de los sacerdotes, como la biblioteca de Asurbanipal en Nínive, principal fuente de textos escritos de esta época.

Algunas de las características de la medicina mesopotámica pueden resultarnos sorprendentes. En primer lugar, se creía que la enfermedad era un castigo que los dioses infligían por la comisión de un delito, por una ofensa moral o por la ruptura, intencionada o no, de un tabú reconocido. Esto sin embargo no impidió que se emplearan las primeras recetas, tratamientos, instrumentos quirúrgicos, e incluso indicaciones concretas para tratar afecciones internas y externas. Había especialistas en el cuerpo humano, a los que podríamos denominar «médicos», que eran capaces de reconocer ciertos agentes como los causantes de la enfermedad, tales como el polvo, la suciedad, la comida y la bebida. Estos médicos observaban los síntomas del paciente, los agrupaban por enfermedades y aplicaban en ocasiones lo que, en definitiva, serían tratamientos farmacológicos. Veamos un ejemplo extraído del Traité akkadien de diagnostics et de pronostics médicaux, obra transcrita y traducida por R. Labat:

Si, al principio de la enfermedad, el enfermo presenta una transpiración y una salivación profusas, sin que, cuando transpira, este sudor, desde las piernas, alcance los tobillos y la planta de los pies: este enfermo tiene para dos o tres días; después de lo cual debe recuperar la salud.

Si un hombre con fiebre, con su epigastrio ardiente; que al mismo tiempo no experimenta placer ni ganas de beber o de comer, y que además su cuerpo está amarillo: este hombre está atacado por una enfermedad venérea.

Si un hombre, en trance de andar, cae de pronto hacia delante, permaneciendo entonces sus ojos dilatados, sin poder volverlos a su estado normal, y si él mismo es incapaz, al propio tiempo, de menear brazos y piernas: es una crisis de «epilepsia» que le empieza.

En lo tocante a las matemáticas, los textos que nos han llegado incluyen listas de problemas acompañados de sus correspondientes soluciones aunque, como ya hemos indicado, no se expone el proceso mental seguido para llegar a ellas. Pero dicho proceso tuvo que existir ya que se trata de un sistema bastante perfeccionado que les permitía resolver problemas para los que los matemáticos modernos emplearían ecuaciones de primero, segundo  y hasta tercer grado. Utilizaban el sistema sexagesimal que adoptaba dicha cifra (el 60) como base de cálculo fundamental, y un sistema de notación posicional en el que el valor de un número dado variaba de acuerdo con la posición que ocupaba dentro de la serie escrita, tal y como sucede ahora.

Conocían el número pi y sabían calcular la superficie del trapecio o el volumen de la pirámide. Los problemas son siempre ejemplos concretos relacionados con los campos de cultivo (superficies), o la capacidad de bodegas, las medidas de zanjas, volúmenes de ladrillos para construir murallas etc.

Los textos matemáticos mesopotámicos resultan oscuros, complicados y extremadamente difíciles de comprender para una mentalidad como la nuestra. Solo la paciente labor de los estudiosos, que eran matemáticos a la vez que orientalistas, como el alemán Otto Neugebauer, nos ha permitido conocer algo mejor este complicado saber cuyas aplicaciones prácticas en el terreno de la tecnología constituyen todavía motivo de debate, como lo demuestra su utlización en la arquitectura.

Prueba de ello son las tumbas abovedadas del Palacio Oriental de Mari. Cada una de ellas emplea procedimientos diferentes para la cubierta, uno más elaborado que el otro y sin embargo, ninguna fuente escrita nos da los conocimientos de la época en la materia. Del mismo modo tampoco se ha encontrado una exposición de los conocimientos hidráulicos que se necesitaron para construir el canal y el acueducto de Jerwan que garantizaban el abastecimiento de agua a Nínive desde un río alejado varias decenas de kilómetros y salvando un valle de casi 300 metros de ancho.

En cualquier caso, los mesopotámicos dejaron un importante legado de su saber con el mencionado cálculo sexagesimal que se utiliza todavía en el cómputo del tiempo y en la división de la esfera terrestre en 360 grados.

Sin embargo, fue en el terreno de la astronomía donde alcanzaron un grado de precisión que no tuvo parangón a lo largo de toda la antigüedad, gracias a la aplicación de sus conocimientos matemáticos. Fueron sobresalientes en sus cálculos y observaciones –algunos de ellos muy exactos– que luego usaban para las predicciones astrológicas (posición del sol, equinoccios, eclipses, etc.)

En el surgimiento y consolidación de la astronomía como disciplina también intervino una necesidad puramente práctica como la determinación y precisión del calendario. A pesar de los escasos medios técnicos con que contaban, alcanzaron logros tales como la determinación de las trayectorias del sol y los planetas y su división en doce estaciones que eran a su vez divididas en treinta grados (origen de nuestro zodíaco), la distinción de cinco planetas (Venus, Júpiter, Saturno, Marte y Mercurio), el establecimiento de las fases de Venus y detallados catálogos de estrellas y constelaciones que serían utilizados por el astrónomo griego Claudio Tolomeo en el siglo II d.C.

Con el paso del tiempo y la acumulación de observaciones pudieron predecir con enorme precisión los eclipses lunares y solares y solventaron el problema del desfase entre los años lunar y solar mediante la intercalación de siete meses extra cada diecinueve años lunares. Esta tradición de estudios astronómicos alcanzó su clímax en el periodo seléucida (siglos IV a I a.C.) cuando el más grande de los astrónomos babilonios, Kidinnu, fijó la duración exacta del año solar con tan solo un error de 4 minutos y 32,65 segundos, mucho menor que el del astrónomo Oppolzer en el siglo XIX.

Podemos decir sin temor a equivocarnos que el racionalismo griego se basó en la aportación de una experiencia oriental milenaria y en un bagaje intelectual mucho más elaborado de lo que a menudo se comenta. Si los mesopotámicos no alcanzaron por sí mismos esa etapa del pensamiento, sí prepararon el camino transmitiendo lo esencial de sus descubrimientos a la cuenca mediterránea.

Como dijimos al comenzar, la ciencia es cultura. No podemos entender la cultura mesopotámica, y las altas cotas de perfección que experimentó, sin tomar en su justa medida la función que la ciencia y la tecnología desempeñaron en la vida cotidiana de sus pueblos. Es un recuerdo que deberíamos tener presente en estos momentos de crisis no sólo económica sino cultural.

Referencias

Bottéro, J. (2004), Mesopotamia: la escritura, la razón y los dioses. Madrid: Cátedra, 358 p.

Margueron, J.-C. (1996), Los mesopotámicos. Madrid: Cátedra, 471 p.

Gómez Espelosín, F. J. (2006), «La ciencia en Mesopotamia». Historia National Geographic, núm. 30, p. 48-59.

 

Este post participa en la III Edición del Carnaval de Humanidades que organiza El Cuaderno de Calpurnia Tate.

 

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