martes, 16 de junio de 2015

El Quehacer de la Ciencia

Quizá una definición de ciencia en un mundo con un elevado acceso a la información podría parecer intrascendente. No obstante, el uso desmedido de la palabra «ciencia» y «científico» por empresas que anhelan legitimar sus productos o servicios (como las de la homeopatía, biomagnetismo médico, acupuntura, entre otras), ha contribuido a confundir, desinformar y engañar. El daño podría ser grave si tal información «legitimada» pudiera afectar en forma directa la salud de las personas. Por lo tanto, es fundamental en estos tiempos diferenciar la información científica de la que no es.
Identificando a la ciencia
Debemos tener cuidado en no confundir ciencia con tecnología. Ésta última existió miles de años antes que la ciencia. En tiempos prehistóricos se elaboraban lascas, se practicaba la cocción de los alimentos y se conocía la agricultura, por decir algunos ejemplos. Y aunque en la actualidad observemos que la tecnología se relaciona fuertemente con la ciencia y viceversa (la interacción entre ambas ha permitido la construcción de máquinas, de instrumentos de medición, ordenadores, y sofisticados laboratorios), la tecnología obedece más a la explotación económica de los principios científicos que a la expansión del conocimiento por sí mismo. Una y otra se unen para el progreso científico-tecnológico, mas tienen propósitos distintos.
Origen de la ciencia
Aristóteles (384 - 322 a. C.)
Aunque la ciencia podría rastrearse en civilizaciones tan antiguas como la sumeria, la babilónica o la egipcia, ésta comenzó a conformarse ‒en cierta medida como la conocemos ahora‒ en la antigua Grecia. Esto se debió a que la filosofía, surgida en este lugar, en aras de abordar cuestiones acerca de la existencia, el conocimiento, la verdad, la moral, la belleza y la mente, fue procreando a la ciencia. La filosofía se encargó de hacer las preguntas que, conforme fueron respondiéndose, dio lugar al nacimiento de las distintas ciencias. De hecho, hasta bien entrado el siglo XIX, la sociología fue de las últimas ciencias en desprenderse de ella.
A partir del Renacimiento, la dinámica interna de la ciencia se fue sofisticando de manera tal que, en la actualidad, ésta posee una serie de «filtros» que permite realizar un análisis exhaustivo de los nuevos aportes científicos. Los filtros consisten de un grupo de especialistas ‒científicos de una determinada disciplina‒ que pone a prueba, con todo el rigor posible, la solidez de los resultados de las investigaciones. El conocimiento científico generado se publica en revistas especializadas para su difusión. De esta forma, los resultados obtenidos pueden ser reproducidos en cualquier parte del mundo.
El objeto de estudio en las disciplinas científicas
La dinámica interna de cada disciplina científica (y su objeto de estudio), suele variar en función de que ésta pertenezca a uno de los tres grupos en que se divide la ciencia: las ciencias naturales, las ciencias formales y las ciencias sociales. En el primer grupo podemos encontrar a la física, la química, la biología, por decir algunas; en las ciencias formales se sitúan la matemática, la lógica, la informática y la teoría de sistemas; y al grupo de las ciencias sociales pertenecen la antropología, la economía, la historia, la sociología, entre otras. Esta división de la ciencia es superficial puesto que hay ciencias de un grupo que pueden interactuar fuertemente con disciplinas de los otros grupos.
Efecto Meissner (superconductividad).
Las investigaciones en ciencias naturales, se basan en la observación de fenómenos naturales (la gravedad, la difracción y refracción de la luz, la acidez y alcalinidad de soluciones, entre otros). Cuando la observación es muy refinada o indirecta (orgánulos de las células o distancia y tamaño de los astros), se diseñan y se construyen instrumentos que permiten dicha observación ‒aquí interviene la tecnología‒. Asimismo, se diseñan experimentos que más adelante permiten la generación de modelos científicos descriptivos y predictivos, como en el caso de las leyes físicas conocidas.
Con respecto a las ciencias formales, no hay observación de fenómenos ni experimentación, sino un desarrollo estructurado de proposiciones lógico-matemáticas ‒basadas en axiomas‒ que permite estudiar las propiedades y relaciones de entes abstractos. Como resultado, se obtiene un conjunto de teoremas que otorgan estructura a un campo matemático determinado: álgebra, geometría, topología, lógica, cálculo, teoría de grafos, teoría de sistemas, entre otros. Mediante la investigación, se expanden las fronteras de la matemática en su forma pura o aplicada. Unos de los productos más prácticos de las ciencias formales son los lenguajes de programación ya que éstos se basan en un conjunto consistente de proposiciones lógicas que permiten la resolución de problemas de cómputo (mediante algoritmos).
Por último, en ciencias sociales, el objeto de estudio es el hombre y la cultura. Por ello, estas ciencias también reciben el nombre de humanidades o ciencias humanísticas. Cabe mencionar que hay científicos ‒pertenecientes a los otros dos grupos de ciencias‒ que no consideran ciencias a las humanidades. Esto se debe a que no han sabido reconocer que el objeto de estudio de las humanidades es distinto al de ellos. Por ejemplo, una investigación en historia, conlleva muchas horas de trabajo en archivos (donde es necesario contar con herramientas como la paleografía); revisión bibliográfica; análisis del discurso en función de la época donde se sitúa la investigación; análisis e interpretación de los hechos que aparecen en los documentos; y la escritura del artículo, el cual, tendría que ser revisado por pares para su validación y posterior publicación.
La relación entre las diferentes disciplinas científicas
Trabajo arqueológico (Roma, Italia).
Hay ciencias (no importando el grupo al que pertenecen) que interactúan con intensidad unas con otras. Ejemplo de esto lo podemos ver en la arqueología: ciencia social cuyo objetivo es estudiar las manifestaciones materiales del hombre, logrando así, situarlas en tiempo y espacio. Esta ciencia, para realizar dataciones o análisis de restos materiales, se auxilia de manera significativa de la física, la química o la geología, pero al mismo tiempo, puede servir como ciencia auxiliar en historia, sociología, o economía.
Por otra parte, es bien conocido que dentro de las ciencias naturales existe la fusión de algunas de sus ciencias para dar vida a otras más: bioquímica, biofísica y fisicoquímica, por ejemplo. Quizá una de las disciplinas científicas más nuevas sea la astrobiología, que estudia la existencia y origen de la vida en el Universo.
En cuanto a las ciencias formales, éstas auxilian al resto otorgándoles una estructura lógico-formal que les permite la creación de modelos apropiados que puedan explicar los fenómenos (sociales o naturales) bajo estudio. Quizá la ciencia que más se apoya en las matemáticas sea la física. De hecho, existe la física teórica, la cual se estructura con una formalidad lógica tal, que bien podría estar dentro de las ciencias formales.
Consideraciones finales
Es de vital importancia comprender que la ciencia se construye con rigor; que cada trabajo que pretenda ser científico debe pasar por una serie de revisiones ‒realizadas por especialistas del respectivo campo de conocimiento‒ que lo validan como científico sólo si cumple ciertas condiciones: que si es un trabajo experimental, entonces los resultados deben ser reproducibles; que si es un aporte histórico, entonces éste debe validarse por un comité de científicos en historia; que si es un descubrimiento astronómico, entonces deben corroborarse las observaciones por otros astrónomos; que si se trata de un nuevo fármaco, entonces éste debe probarse exhaustivamente según los estándares médicos internacionales; y así sucesivamente con cada disciplina científica.

Por lo tanto, cada vez que obtengamos información que se adjetive como científica, debemos cerciorarnos si ésta posee fuentes o bibliografía confiables (artículos académicos). Si no cumple con lo anterior, la información caería dentro de la pseudociencia, charlatanería o superstición. Es muy importante tener cuidado. Verifiquemos siempre las fuentes de cualquier contenido. Sólo así estaremos cultivando una cultura científica, tan necesaria en nuestra sociedad.

miércoles, 10 de junio de 2015

Julián Carrillo: el científico musical

Al escuchar música de Johann S. Bach, Mozart o Tchaikovsky ‒por mencionar algunos de los más geniales compositores‒ o ciertas bellas piezas de música popular, podemos percibir una secuencia rítmica de sonidos y silencios con tal armonía, que nos resulta muy grata al oído. A través de los siglos, por lo menos en Occidente, hemos estado imbuidos en música basada en las siete notas de la escala heptatónica de los antiguos griegos. Quizá tal circunstancia nos provoque cierta dificultad para disfrutar música de otros sistemas musicales: el oriental, el de algunas regiones de Europa del este ‒Hungría o Rusia‒, el de Medio Oriente, entre otros.
Partitura autógrafa de J. S. Bach
Los sonidos estandarizados del sistema musical occidental: el pitagórico, primero, y después el temperado ‒comenzado a utilizar por J. S. Bach‒ fueron elegidos en forma arbitraria pero basados en el hecho físico de que dos sonidos tocados simultáneamente resultan agradables cuando el cociente entre sus frecuencias es un número entero (cabe mencionar, que en ambos sistemas hay cierto error en las frecuencias de los tonos). La elección de los tonos intermedios resultaron ser doce ‒tomando en cuenta los semitonos‒ para dar lugar a una octava, que es la distancia entre un tono y el siguiente (con el doble ‒o la mitad, si se baja en la escala‒ de frecuencia). Los sonidos producidos fuera del sistema musical clásico se debe, bien a la desafinación o a la peculiaridad propia de los instrumentos (violín, cello o bajo), o a una configuración acústica no convencional.
En el umbral entre los siglos XIX y XX, algunos músicos se percataron de que podían crear otros sonidos bien diferenciados a partir de la división sistemática de una cuerda (como la del violín). Al provenir éstos de intervalos entre ciertos tonos, se propuso que como los ‘dividían’ o ‘atomizaban’, debían adquirir el nombre de ‘microtonos’. Más adelante, al desarrollarse este campo musical adquirió el nombre de microtonalismo.
El microtonalismo o la atomización de la octava
Julián Carrillo
Dentro del microtonalismo formal, el compositor mexicano Julián Carrillo (Ahualulco, San Luis Potosí, 1875 – Cd. de México, 1965) fue uno de los pioneros y promotores más destacados. En 1895, siendo estudiante de música, vio en clase la ‘Ley de divisiones de cuerdas’ la cual dice que si una cuerda se divide en dos segmentos, cada uno sonará como la octava; si se divide en tres, sonará como la quinta, y así sucesivamente. Estando ya en casa, el joven Carrillo realizó un experimento: colocó la hoja de una navaja en el punto exacto entre las notas sol y la en la cuerda de su violín, y obtuvo dieciséis tonos bien diferenciados. A partir de ese momento, Julián Carrillo se volcaría durante toda su vida a investigar sobre los microtonos. Al intervalo de un dieciseisavo de tono le nombró Sonido 13 porque los tonos totales de una octava son doce. Al utilizar dieciseisavos de tono, pudo diferenciar 96 sonidos por octava (aunque en realidad logró reconocer 4640 sonidos distintos). Más adelante, el compositor amplió el nombre de Sonido 13 para todo su sistema microtonal.
Julián Carrillo codificó su sistema microtonal en una escritura que pudiera facilitar su aprendizaje y posterior interpretación. Dándose cuenta de la necesidad de tener instrumentos adecuados para sus composiciones, diseñó pianos valiéndose de sus cada vez más profundos conocimientos en física y matemáticas. En 1940 patentó 15 pianos ‘metamorfoseados’ para cada intervalo de tono (desde tonos enteros hasta dieciseisavos de tono). En 1958, ya con los pianos construidos, los presentó en la exposición mundial de Bruselas, donde fue galardonado con la medalla de oro. También construyó arpas, flautas, violoncellos y guitarras adecuados al sistema microtonal. En 1947, Julián Carrillo estableció la tesis acerca de dividir la cuerda mediante un corte o un nodo, donde éste último no establece el microtono exacto ya que reduce la longitud de la cuerda. Al parecer, sus investigaciones autofinanciadas le valieron la nominación al premio Nobel de Física en 1950 (el galardonado de ese año fue el científico británico Cecil Frank Powell por el desarrollo de un sistema de detección de procesos nucleares).
Representación de los tonos en una octava y su equivalencia en el sonido 13.

Sonido 13, ¿revolución musical?
Julián Carrillo estaba convencido de que el Sonido 13, sería una revolución musical1. Creyó que la rigurosa correspondencia entre las matemáticas y la física en la producción de notas musicales, junto con una notación musical extraordinariamente didáctica, iban a dar una mayor consistencia a la teoría musical, lo cual derivaría en una mayor creatividad musical basada en insospechadas combinaciones microtonales. Asimismo, pensó que la aceptación y masificación de su sistema musical sería cuestión de algunas décadas, pero en la actualidad, podemos ver que el sistema musical clásico sigue vigorosamente vigente. ¿Qué ocurrió entonces?
Algunos críticos mencionan que el Sonido 13 fue un fracaso; que los propósitos de su creador tenían características mesiánicas2, que si Julián Carrillo se hubiera dedicado a la composición clásica, habría sido un compositor extraordinario; que se obsesionó por un sistema musical sin futuro.
Piano metamorfoseado
Considero que si bien el Sonido 13 no fue la revolución que Julián Carrillo esperaba, él mismo fue un revolucionario de la música por haber evidenciado discrepancias en la música convencional: falta de correspondencia entre la física y las matemáticas. En consecuencia, desarrolló un sistema musical congruente y riguroso. A lo largo de su carrera, cosechó múltiples premios y reconocimientos internacionales que avalaron el alcance de sus ideas (dentro de los cuales destacan la condecoración como Caballero de la legión de Honor en Francia, en 1956, el otorgamiento en Alemania de la Gran Cruz de la Orden del Mérito, el premio Sibelius de Finlandia y la nominación al premio Nobel). Asimismo, tuvo seguidores y admiradores en todo el mundo (como el compositor francés Jean-Éttiene Marie y el director de orquesta británico Leopold Stokowsky). Pero si Julián Carrillo fue un revolucionario extraordinario, ¿por qué su sistema musical no trascendió como él lo esperaba?
Una mente científica
Cuando se detecta cierta discrepancia en una teoría científica (sobre todo en las ciencias naturales), se hace un gran esfuerzo por tratar de ajustarla a los nuevos resultados. Si esto no es posible, la teoría podría abandonarse para que otra, más general y sólida, pueda explicarlos totalmente. La mente de científico de Julián Carrillo hizo que pudiera reconocer discrepancias en el sistema musical clásico y trató de eludirlas desarrollando otro sistema musical más riguroso y general. El problema fue que no tuvo el impacto global proyectado. En ciencias, un hallazgo comparable a lo que hizo Carrillo, habría cambiado con profundidad los cimientos científicos, mas la música no es una ciencia, es un arte sustentado en la más profunda subjetividad.
La música, como cualquier otra actividad artística, es un lenguaje en el que se describe la sociedad en cierto tiempo y espacio: los cambios o ismos en el arte están íntimamente ligados a los cambios sociales que son incuantificables desde un enfoque científico y objetivo. No es muy difícil entender cómo un proyecto musical, como el del Sonido 13, con un notable componente de objetividad, se haya diluido en un mar de subjetividades estéticas. En la actualidad, este sistema musical sigue cultivándose pero sólo como uno más de muchos otros estilos musicales.
Consideraciones finales
Con respecto a las críticas a Julián Carrillo, su visión ‘mesiánica’ se desmonta al entender el enfoque científico que él utilizó ante una discrepancia del sistema musical clásico. Y sí, sin duda habría sido un extraordinario compositor clásico (su talento fue muy reconocido desde su juventud) pero su mente inquieta, podríamos decir «renacentista», no se habría conformado sólo con ello. Julián Carrillo, necesitaba experimentar, diseñar y crear en contra de las convencionalidades que él percibía limitadas y erróneas.
Julián Carrillo, además de haber escrito libros de teoría musical, tratados de armonía, de orquestación y de solfeo, compuso obras como, Sonata casi fantasía ‒en cuartos, octavos y dieciseisavos de tono‒, Horizontes ‒poema sinfónico para violín, cello y arpa en cuartos, octavos y dieciseisavos de tono‒, Balbuceos ‒para piano en dieciseisavos de tono‒, entre otras obras. Cabe mencionar que la violoncellista mexicana Jimena Giménez Cacho en 2005-2006 estrenó en México las seis sonatas para violoncello solo, en cuartos de tono, que tuvo como uno de los objetivos principales, la difusión de la música de Julián Carrillo en su propio país, donde es prácticamente un desconocido3.
Sin lugar a dudas, el compositor mexicano Julián Carrillo, fue un artista fuera de serie; una mente renacentista; un músico científico o un científico musical.

Balbuceos para piano metamorfoseado. Julián Carrillo 
Referencias
1. Julián Carrillo. La revolución del Sonido 13, 1934. 


jueves, 4 de junio de 2015

Las falacias del biomagnetismo médico

Últimamente he escuchado mucho sobre el «biomagnetismo médico»: terapia basada en la colocación de imanes en diferentes zonas del cuerpo para tratar diversas enfermedades. Sin duda, está llena de conceptos científicos inconexos que la vuelven un blanco fácil para echar abajo. Fue así que me di a la tarea de buscar fuentes electrónicas que promueven su utilización.

El biomagnetismo médico, como la homeopatía o la acupuntura, es una terapia alternativa que se opone a la medicina basada en evidencias. Mientras buscaba información, me preguntaba ¿qué efecto podría tener el campo magnético generado por un imán en un tejido biológico? Al concluir mi búsqueda, además de obtener una respuesta, quedé sorprendido por la cantidad de contradicciones que «sustentan» a esta técnica «curativa».

Encontré algunas terapias basadas en biomagnetismo muy similares entre sí. Describiré la desarrollada por el médico mexicano Isaac Goiz Durán denominada «Par Biomagnético», quien se basó en algunos trabajos del físico estadounidense Richard Broeringmeyer. Esta terapia postula lo siguiente:

I. El cuerpo humano puede ser tomado como un imán. El polo norte (o negativo) sería el lado izquierdo del cuerpo y el sur (o positivo) el derecho.

II. Estos campos magnéticos, denominados “pares”, por tener dos polos, están en “equilibrio” en el cuerpo humano saludable. Cuando se “desequilibran” aparece la enfermedad.

III. Un nivel energético “normal” (NEN) indica que el organismo se encuentra a un pH cercano a siete (como el del agua). En estas condiciones no se pueden desarrollar microorganismos patógenos.

IV. Cuando los “pares” están “desequilibrados”, en el polo sur (ambiente ácido) se concentrarán virus y hongos. En el norte (ambiente alcalino) harán lo propio bacterias y parásitos.

V. Entre los focos de virus (ambiente ácido) y bacterias (ambiente alcalino) se produce una comunicación a distancia en forma de ondas electromagnéticas o “comunicación de electrones”, denominada biorresonancia magnética, la cual permite una retroalimentación “energética” entre dichos focos produciendo un aumento de microorganismos patógenos y una potenciación en su virulencia.

VI. Basándose en la “ley universal de cargas” la despolarización (es decir, el acto de equilibrar a los “pares”) se conseguirá aplicando un campo magnético de polaridad contraria a la del campo “bioenergético” producido por el organismo enfermo. Es decir, se utilizarían imanes para atraer iones de hidrógeno, o radicales libres de polaridad opuesta, hacia el exterior del organismo.

VII. Si un órgano en el cuerpo tiene pH ácido (polaridad sur) entonces se colocará un imán con polaridad norte para compensar la “carga”. Pero al tenerse “pares”, se debe colocar un imán con polaridad sur en la zona correspondiente. Existen más de 250 “pares” magnéticos bien identificados.

VIII. Todas las enfermedades son producidas por virus, bacterias, hongos y parásitos debido a su proliferación cuando un organismo está en “desequilibrio magnético” (pH ácido y alcalino).

IX. La acidez provocará el acortamiento de una de las piernas del paciente y la alcalinidad provocará su distensión. Esto es visible cuando la persona se acuesta con los pies juntos.

X. En el diagnóstico se utiliza la “respuesta corporal inteligente”. Se le pregunta a la “inteligencia del cuerpo” lo que necesita a través de un diálogo “binario”. A esta forma de obtener respuestas se le llama “kinesiología”. Se acuesta a la persona con los pies juntos. Si las piernas tienen la misma longitud, hay equilibrio energético, si no, hay desequilibrio (casi todos los pacientes están en desequilibrio). Después se le pregunta al “ser superior” de la persona si desea ser ayudado. Para que el “ser superior” responda “sí”, las piernas se igualarán en longitud. Para el “no” las piernas se desemparejarán. Esta forma de comunicación permitirá conocer “el estado” de cada “par” del cuerpo.

XI. Normalmente se colocarán los imanes orientados hacia el polo norte en el lado derecho del cuerpo, y hacia el sur para el izquierdo. Se debe confirmar esta colocación preguntando al “ser superior” del paciente.

XII. El par biomagnético es una terapia “efectiva y real” basada en “conceptos científicos” y sustentada por miles de casos en el mundo de pacientes que han sanado o mejorado de graves enfermedades consideradas antes incurables (cáncer y sida).

Quizá lo primero que habría que preguntar a los terapeutas del «biomagnetismo médico» es, qué entienden por magnetismo. Por lo que leí en las páginas de Internet correspondientes y en algunos blogs, no tienen ni la menor idea. Trataré de explicarlo y rebatiré, en lo posible, los postulados de esta curiosa «terapia».

Como sabemos, la materia está constituida por átomos que a su vez están formados por protones, neutrones, en el núcleo, y electrones, alrededor del núcleo. Los electrones tienen un comportamiento ondulatorio alrededor del núcleo (dualidad onda/partícula). Estas partículas tienen una masa mil veces menor que las partículas del núcleo y tienen una carga eléctrica negativa. El protón por su parte, tiene la misma magnitud de carga eléctrica del electrón aunque positiva, y el neutrón, como su nombre lo indica, es neutro. Por lo tanto existe una fuerza electrostática de atracción entre la carga positiva del núcleo y la carga negativa de la nube electrónica.

Debido a que los electrones se mueven alrededor del núcleo del átomo, cada uno genera un momento angular perpendicular al plano orbital, y su dirección depende del sentido de giro. Como una carga eléctrica en movimiento produce una corriente eléctrica, ésta genera a su vez un campo magnético. Tal dirección del momento angular del electrón es uno de los números cuánticos del átomo que se llama: número cuántico magnético: ml. Un campo magnético externo podría alinear, hasta cierto punto, los campos magnéticos producidos por dichos nanocircuitos eléctricos. Este fenómeno recibe el nombre de cuantización espacial.

Toda la materia del universo tiene como constituyente al electrón, por lo tanto, toda la materia podría ser magnética si todos los momentos angulares de los electrones se alinearan y se sumaran para obtener un campo magnético total. Pero esto no sucede así porque la dirección de los momentos angulares de casi toda la materia es azarosa, es decir, se anulan, dando por resultado un campo magnético total igual a cero. De cualquier manera, si a un trozo de materia se le aplica un campo magnético muy intenso, algunos de sus momentos angulares electrónicos se alinearían y se podría inducir en él un campo magnético de menor intensidad.

Existen materiales, denominados ferromagnéticos, que se caracterizan por tener una parte de sus momentos angulares parcialmente alineados. Estos son: hierro, cobalto, níquel, entre otros. Esta propiedad causa que, cuando se les induce un campo magnético, debido a un campo magnético externo, éste resulta ser intenso. Asimismo, hay materiales que sin necesidad de un campo magnético externo desarrollan un campo magnético propio, como sucede con la magnetita, el cual es un imán natural (posee aún un mayor acoplamiento de momentos angulares que ocasiona tal campo magnético natural).

Hay que añadir que el magnetismo es de naturaleza dipolar: siempre hay dos polos separados por una distancia finita (polos norte y sur). Si se partiera a la mitad un imán de barra, instantáneamente las mitades tendrían su polo norte y su polo sur respectivos (esta propiedad se extiende hasta los campos magnéticos atómicos). Hasta el momento no se ha descubierto el monopolo magnético. Su descubrimiento daría lugar al concepto de carga magnética, tal y como ocurre con la carga eléctrica. Por lo tanto, es incorrecto proponer un campo magnético generado por sólo un polo magnético.

Me parece que con lo anterior es suficiente para rebatir los postulados del «biomagnetismo médico». Comencemos pues.

Mujer en terapia con imanes
 (www.terapiadebiomagnetismo.com)
El cuerpo humano, bajo condiciones ambientales normales, no podría tomarse como un imán porque, como ya vimos, la mayor parte de la materia (tejido biológico en este caso) no genera por sí misma un campo magnético. Si acaso el cerebro humano, siendo un órgano con un gasto energético muy alto, podría generar los campos magnéticos más grandes del cuerpo debido a las señales eléctricas que dan lugar a la comunicación entre las neuronas. La técnica de magnetoencefalografía (MEG) detecta los campos magnéticos producidos que están en el orden de los picoTeslas (10-12 Teslas = 10-8 Gauss, donde Tesla es la unidad de magnetismo en el sistema internacional de unidades y Gauss lo es en el sistema cegesimal de unidades). Es decir, el campo magnético de la Tierra (1 Gauss) sería cien millones de veces mayor que los campos magnéticos cerebrales (como comparación, el campo magnético de los imanes convencionales está en el orden de los 1000 Gauss = 0.1 Teslas).

Un cuerpo humano sólo podría comportarse como un imán si se le aplicara un campo magnético muy intenso (el campo resultante sería inducido). De hecho, ya se ha logrado que algunas ranas leviten gustosamente (creen que están flotando en el agua) debido a la fuerza magnética. A este fenómeno se le denomina diamagnetismo. Así que, bajo las condiciones cotidianas de la vida, nuestros cuerpos no se comportan como imanes. Por lo tanto, hablar de 250 «pares» magnéticos macroscópicos en el cuerpo humano carece de sentido. Aun así, si en un momento dado, existiera un campo magnético en alguna región del cuerpo, su magnitud sería de menos de una mil millonésima parte de la del campo de un imán convencional. De manera evidente, «equilibrar» este campo magnético corporal con el campo de un imán convencional es totalmente absurdo.

Más adelante, hay un postulado que dice que en un ambiente acuoso a un pH de 7.0 no hay desarrollo de microorganismos patógenos. Esto es falso. De hecho, la mayor parte de los organismos patógenos (y no patógenos) se desarrollan alrededor de este valor. Más bien los ambientes ácidos (pH bajo) o alcalinos (pH alto) limitan su proliferación. Tan sólo este argumento echaría por tierra la terapia del biomagnetismo médico.

Por otra parte, los terapeutas del biomagnetismo mencionan que un ambiente ácido (con una proliferación de iones hidrógeno H+) genera un polo sur (positivo) y a su vez el ambiente alcalino genera un polo norte (negativo) del «par magnético». Además, añaden que para equilibrar dicho «par», se debe colocar en el polo sur un imán con polaridad norte y en el polo norte un imán con polaridad sur, el objetivo, dicen, es «retirar» el exceso de «carga» que está produciendo tal desequilibrio. La confusión es mayúscula: los terapeutas confunden un campo magnético con un campo eléctrico. Lo peor es que escriben con orgullo que se están basando en la «ley universal de cargas». Otra vez, los monopolos magnéticos no existen.

Por último, en la sección donde los autores hablan de la «biorresonancia» magnética, explican que los «focos» ácidos y alcalinos del «par» (de axila a axila, por ejemplo) se comunican mediante «ondas electromagnéticas». Si ellos no saben lo que es un imán, menos saben lo que es una onda electromagnética. Peor resulta cuando añaden que los pares también se comunican a distancia mediante «electrones» (¡para que un haz de electrones pudiera transmitir a distancia cierta información, tendría que estar en condiciones de vacío!). Por lo tanto, la «retroalimentación energética entre los focos» y el consiguiente «aumento de microorganismos patógenos y una potenciación en su virulencia» que dicha «retroalimentación» genera es una mezcla alegre y facilona de conceptos científicos tomados de aquí y de allá.

Creo que está de más escribir sobre la manera en que se diagnostica (de hecho, si hubiera comenzado desde aquí, no habría habido necesidad de refutar los primeros postulados).

Este tipo de terapias alternativas sólo engañan a las personas que, quizá con desesperación, buscan curarse de alguna enfermedad. Sus resultados no van más lejos que los de un efecto placebo. Supongo que hay un mercado que genera mucho dinero por el pago de consultas, cursos y terapias. El «biomagnetismo médico» es un fraude, una charlatanería. Como sucede siempre en estos casos, los defensores de esta terapia arguyen que las poderosas corporaciones farmacéuticas no permiten el desarrollo de las terapias alternativas por temor a perder su fuerza económica y su "control" en el mundo, lo cual es una justificación barata y simplista. El deseo compulsivo de estas terapias de legitimarse «científicamente», hace mucho daño porque caricaturiza la medicina basada en evidencias. Además, lo más grave, es que personas enfermas podrían estar tomando este tipo de terapias en lugar de aquella que sí funciona ¡Cuidado con este tipo de terapias!


miércoles, 3 de junio de 2015

Músculos artificiales

A menudo escuchamos que la vida es movimiento: desde la rigidez aparente de un árbol (sus células, al dividirse para formar otras, requieren de cierta fuerza motriz) hasta el vuelo de una libélula; desde la locomoción ‒mediante pseudópodos‒ de un glóbulo blanco hasta el nado sereno de una ballena azul. Sí, la vida, en efecto, es movimiento.
Motor cinesina sobre un microtúbulo.
El movimiento en los organismos biológicos se basa en un sistema de microtúbulos (proteína estructural o de soporte) sobre el cual los motores moleculares: miosina, dineína y cinesina pueden deslizarse. Tal conjunto proteínico conforma a las miofibrillas, que a su vez son unidades fundamentales de las fibras musculares (miocitos) que constituyen al músculo. Las contracciones musculares ocurren bajo señales eléctricas provenientes de las neuronas motoras especializadas para este fin.
Escalables
La escalabilidad es una de las propiedades más importantes de los músculos. Es decir, un músculo de abeja tiene prácticamente la misma estructura que el de un elefante o una ballena. Esta propiedad no la poseen dispositivos creados por el hombre: motores eléctricos y de combustión interna. El avance tecnológico de las últimas décadas ha permitido el desarrollo de motores que, de manera «natural», pueden elongarse/contraerse como los músculos y podrían ser escalables. A estos dispositivos se les ha dado el nombre de músculos artificiales.
Músculos artificiales
La síntesis y caracterización de nuevos materiales ‒sobre todo polímeros‒ a partir de la segunda mitad del siglo XX ha permitido el desarrollo de dispositivos en forma de fibra o película que emulan las contracciones/distensiones de los músculos biológicos. Su accionamiento sucede mediante una señal eléctrica. Se dividen en dos grandes grupos: polímeros electro-activos (PEA) y polímeros electro-activos iónicos (PEAI).
Esquema de músculo artificial PEA, que muestra la
deformación que sufre cuando se le aplica un potencial (1).
El mecanismo del primer grupo ‒PEA‒ se basa en el principio de funcionamiento de los condensadores eléctricos de placas paralelas, los cuales almacenan energía eléctrica en ambas placas ‒separadas a una cierta distancia‒ al aplicarles un potencial eléctrico (o voltaje). El «relleno» entre las placas (dieléctrico) influye en la cantidad de carga eléctrica que pueden almacenar (capacidad eléctrica). Un músculo artificial PEA, consiste de dos «placas paralelas» elásticas y un dieléctrico también elástico. Así, al aplicarles un voltaje (del orden de los kV ‒mil voltios‒), las placas adquieren una carga eléctrica opuesta que genera una fuerza electrostática de atracción, la cual produce una deformación en el mismo plano de las placas. Al dejar de aplicar el voltaje, la carga eléctrica es disipada mediante una resistencia eléctrica y el dispositivo recupera su forma original. Estos músculos artificiales suelen ser tan rápidos como la carga/descarga de las «placas». El principal inconveniente es que funcionan con un voltaje muy alto, lo cual obliga a extremar precauciones.
Inserción de iones entre las cadenas
poliméricas del polipirrol, ocasionando una
elongación  total en el material (1).
Por otra parte, los músculos artificiales PEAI, tienen por base ‒en su mayoría‒ a los polímeros conductores. Debido a que los enlaces químicos de sus cadenas poliméricas son conjugados (enlaces dobles y sencillos alternados), es posible la transferencia de carga eléctrica. Es decir, bajo ciertas condiciones, a través del volumen del polímero conductor, puede circular una corriente eléctrica. Tal transferencia de carga mejora si entre las cadenas del polímero hay iones (átomos o moléculas que, ante la falta o exceso de electrones, adquieren carga positiva o negativa) que contribuyen con más carga. A esta condición se le conoce como «estado dopado», el cual es reversible si se aplica un potencial adecuado que pueda permitir la inserción/expulsión de los iones provenientes de un electrolito. Este fenómeno iónico provoca un incremento/decremento de la distancia entre las cadenas poliméricas que se refleja en una expansión/contracción total del polímero conductor. Los músculos PEAI pueden trabajar con potenciales muy bajos (uno o dos voltios). Uno de sus principales inconvenientes es que son dispositivos lentos (cumplir un ciclo de trabajo les lleva varios segundos).
En las últimas dos décadas se han desarrollado músculos artificiales PEAI de polímeros conductores como, polianilina, polipirrol y politiofeno (y sus derivados). Los retos que hay que vencer para mejorarlos, son: el incremento de su vida útil (la inserción/expulsión de iones termina por afectar la estructura polimérica en un tiempo relativamente corto), elevar su capacidad de elongación (en la actualidad, suele ser de 1 a 3%), y mejorar su velocidad de accionamiento (quizá podrían ser más porosos para incrementar la interacción iónica).
Consideraciones finales
Además de los músculos artificiales que se vieron líneas arriba, se están desarrollando otros basados sólo en nanotubos de carbono (estructura tubular que es una de las formas en que el carbono puede existir), hidrogeles (sistemas coloidales donde la fase continua es sólida y la dispersa es líquida), materiales compuestos de polímero conductor y nanoestructuras (como nanotubos de carbono, grafeno ‒estructura monoatómica de carbono que al apilarse da origen al grafito‒), sistemas híbridos, entre otros.
En cuanto a las aplicaciones, se han desarrollado sistemas braille automáticos, pinzas, sistemas para enfocar lentes, superficies de textura controlable, desarrollos biomiméticos que emulan la locomoción de peces, serpientes, insectos, entre otros más. Creo que no está muy lejano el día en que puedan crearse prótesis de mano, brazo o pierna, basados en su totalidad de músculos artificiales.

Algunas referencias:
1.Tissaphern Mirfakrhai et al. Polymer Artificial Muscles. Materials Today, 10, 4, 2007, 30-38.
2.Paul Calvert. Hydrogels for soft machines. Advanced Materials, 21, 2009, 743-756.
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