{"id":298914,"date":"2019-07-30T18:18:53","date_gmt":"2019-07-30T21:18:53","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=298914"},"modified":"2019-07-30T18:18:53","modified_gmt":"2019-07-30T21:18:53","slug":"william-bialek-entre-vivos-e-inanimados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/william-bialek-entre-vivos-e-inanimados\/","title":{"rendered":"William Bialek: Entre vivos e inanimados"},"content":{"rendered":"

\u00bfEs posible utilizar una misma teor\u00eda para el estudio de sistemas f\u00edsicos, relativos a los objetos inanimados, y de sistemas biol\u00f3gicos, que contemplan formas de vida tan dis\u00edmiles como los embriones humanos y las plantas? \u00c9ste es el tipo de planteos que le interesan al estadounidense William Bialek, profesor de f\u00edsica y miembro del Instituto Lewis-Sigler, de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos. Bialek visit\u00f3 S\u00e3o Paulo a finales del mes de enero para brindar un curso corto sobre el empleo de la f\u00edsica en sistemas biol\u00f3gicos durante la School on Physics Applications in Biology, un evento promovido por el Centro Internacional de F\u00edsica Te\u00f3rica\/ Instituto Sudamericano para la Investigaci\u00f3n Fundamental (ICTP\/ SAIFR, por sus siglas en ingl\u00e9s) y el Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica (IFT) de la Universidade Estadual Paulista (Unesp). En la siguiente entrevista, el investigador, quien en 2012 public\u00f3 el libro intitulado Biophysics: Searching for principles<\/em> (que no cuenta con edici\u00f3n traducida), se explaya al respecto de las dificultades para emplear experimentos cuantitativos y leyes f\u00edsicas con el objetivo de explicar el funcionamiento de sistemas biol\u00f3gicos complejos.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1les son los temas de la biof\u00edsica que usted estudia?<\/strong>
\nEl tema central siempre fue, para m\u00ed, trabajar con la tensi\u00f3n existente entre intentar establecer los principios generales de los sistemas biol\u00f3gicos y prestarle atenci\u00f3n a los detalles de los casos particulares que ocurren en el \u00e1mbito de la biolog\u00eda. Una de las ense\u00f1anzas de la f\u00edsica indica que los fen\u00f3menos cualitativamente sorprendentes son abundantes en el mundo vivo y tienen profundas explicaciones te\u00f3ricas. Pero los sistemas biol\u00f3gicos en donde se producen esos fen\u00f3menos son complejos, y esas complicaciones se oponen a la premisa de los f\u00edsicos que es la simplicidad. Disponemos de modelos detallados y cuantitativos de muchos sistemas biol\u00f3gicos, pero la f\u00edsica es algo m\u00e1s que una colecci\u00f3n de historias aisladas: tenemos principios generales a partir de los cuales podemos deducir el comportamiento de determinados sistemas. \u00bfPodemos hacer eso en el contexto m\u00e1s complejo de los sistemas vivos?<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo y por qu\u00e9 la f\u00edsica que describe la materia inanimada puede utilizarse para caracterizar a los sistemas vivos?<\/strong>
\nLas leyes de la f\u00edsica funcionan tanto para el \u00e1tomo como para la Luna. Creo que eso es parte de la respuesta. En la f\u00edsica, no existe una fuerza motriz que logre que el helio superfluido suba por las paredes y escape de un recipiente. Ese fen\u00f3meno es emergente de las interacciones entre los \u00e1tomos de helio que, en otros contextos, se comportan de una manera menos sorprendente. Del mismo modo, hay algo que diferencia a los sistemas inanimados de los sistemas vivos. Pero actualmente ya no creemos en ninguna \u201cfuerza vital\u201d que anime a las cosas inertes. Los f\u00edsicos que estudian los fen\u00f3menos de la vida no est\u00e1n buscando una nueva fuerza de la naturaleza. Ellos quieren entender c\u00f3mo emergen esos fen\u00f3menos sorprendentes a partir de fuerzas conocidas.<\/p>\n

En la f\u00edsica ense\u00f1amos principios y deducimos predicciones para casos particulares. En la biolog\u00eda, la ense\u00f1anza se basa en el estudio de casos<\/p><\/blockquote>\n

A su juicio, \u00bfcu\u00e1les son las limitaciones de los experimentos realizados con sistemas biol\u00f3gicos?<\/strong>
\nHab\u00eda una fuerte impresi\u00f3n de que los experimentos en sistemas biol\u00f3gicos siempre ser\u00edan ca\u00f3ticos e irreproducibles y no se los podr\u00eda cuantificar. El uso de un abordaje cuantitativo implicar\u00eda entonces, en la mejor de las hip\u00f3tesis, calcular probabilidades y recabar evidencias en contra o a favor de hip\u00f3tesis particulares. Pero cada vez m\u00e1s, los fen\u00f3menos que observamos en el mundo vivo se est\u00e1n tornando susceptibles a los experimentos cuantitativos que forman parte de la historia de la f\u00edsica. Esos experimentos condujeron al descubrimiento de que muchos de los fen\u00f3menos biol\u00f3gicos son bastante sorprendentes, no s\u00f3lo en t\u00e9rminos cualitativos, sino tambi\u00e9n cuantitativos. Y han revelado que los sistemas biol\u00f3gicos pueden presentar comportamientos muy precisos. Esos desarrollos est\u00e1n produci\u00e9ndose en todas las escalas, desde en una \u00fanica mol\u00e9cula hasta en grandes poblaciones de microorganismos. Todo esto significa que debemos exigirles m\u00e1s a nuestras teor\u00edas, debemos buscar comparaciones minuciosas y cuantitativas entre la teor\u00eda y la pr\u00e1ctica, que son caracter\u00edsticas de la f\u00edsica en general. Este panorama es muy diferente al que hab\u00eda cuando yo era joven y resulta atrapante.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1les son los desaf\u00edos para quienes estudian la conexi\u00f3n entre la f\u00edsica y los sistemas biol\u00f3gicos?<\/strong>
\nLas disciplinas acad\u00e9micas est\u00e1n definidas por sus objetos de estudio o bien, por su estilo al formular planteos. Un bi\u00f3logo est\u00e1 interesado en aquello que est\u00e1 vivo; los f\u00edsicos est\u00e1n orgullosos de \u201cpensar como un f\u00edsico\u201d. En la f\u00edsica, intentamos ense\u00f1ar principios y deducir predicciones para casos particulares. En la biolog\u00eda, la ense\u00f1anza se basa en el estudio de casos. La biof\u00edsica a\u00fan no es un campo maduro y es m\u00e1s dif\u00edcil superar la historia de dos disciplinas en forma simult\u00e1nea. Es mucho m\u00e1s complicado estudiar f\u00edsica y biolog\u00eda en conjunto que una de las dos solamente. \u00bfC\u00f3mo estimular a los estudiantes para que tengan ideas propias y formulen preguntas cuando ellos tienen que v\u00e9rselas con la idiosincrasia particular de dos disciplinas institucionalizadas?<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo se estudian efectos cu\u00e1nticos en los sistemas vivos?<\/strong>
\nEn ocasiones, cometemos errores al intentar emplear la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica para la descripci\u00f3n de los sistemas biol\u00f3gicos. Hace varios a\u00f1os supuse que hab\u00eda hallado evidencias de que las c\u00e9lulas de nuestros o\u00eddos podr\u00edan efectuar mediciones limitadas por la f\u00edsica cu\u00e1ntica, pero al final estaba equivocado. Aprend\u00ed lo dif\u00edcil que es este problema. Todav\u00eda conservo la esperanza de que los efectos cu\u00e1nticos sean m\u00e1s importantes en los sistemas biol\u00f3gicos, pero soy cauteloso. La observaci\u00f3n de esos efectos cu\u00e1nticos en un sistema biol\u00f3gico siempre genera entusiasmo. Sin embargo, para observar efectos tales como el denominado efecto t\u00fanel [en el cual una part\u00edcula puede atravesar barreras infranqueables para la f\u00edsica cl\u00e1sica], es necesario alcanzar temperaturas muy bajas. Eso no es algo que pueda observarse en los sistemas biol\u00f3gicos cotidianos. Pero ciertos fen\u00f3menos cu\u00e1nticos, como por ejemplo la coherencia [cuando un sistema se encuentra simult\u00e1neamente en una superposici\u00f3n de estados], pueden producirse en las etapas iniciales de la fotos\u00edntesis y cuando las mol\u00e9culas biol\u00f3gicas interact\u00faan con la luz, como en el caso de los primeros pasos de la visi\u00f3n. Pero no hay evidencias de que la coherencia cu\u00e1ntica pueda ocurrir a escala macrosc\u00f3pica.<\/p>\n

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Pasieka\/SPL RF\/Latinstock<\/span><\/a> Para Bialek, podr\u00edan presentarse fen\u00f3menos cu\u00e1nticos cuando c\u00e9lulas como las de la visi\u00f3n interact\u00faan con la luzPasieka\/SPL RF\/Latinstock<\/span><\/p><\/div>\n

\u00bfExiste alg\u00fan tipo de fen\u00f3meno cu\u00e1ntico que pueda observarse tanto en sistemas biol\u00f3gicos macrosc\u00f3picos como en los microsc\u00f3picos?<\/strong>
\nLos efectos realmente profundos y hermosos de la coherencia cu\u00e1ntica son dif\u00edciles de observar a una escala macro porque las variables que estamos observando interact\u00faan con otras variables que no podemos analizar de una sola vez. Hay remanentes del comportamiento cu\u00e1ntico en la aleatoriedad de ciertos fen\u00f3menos, tal como es el caso del decaimiento radiactivo. Cuando la materia absorbe la luz, las etapas elementales son aleatorias. Eso es as\u00ed a causa de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.<\/p>\n

\u00bfUsted ha estudiado alguna tem\u00e1tica espec\u00edfica de la biof\u00edsica?<\/strong>
\nExisten l\u00edmites f\u00edsicos para los sentidos y la percepci\u00f3n. Ojos, o\u00eddos y otros sentidos env\u00edan se\u00f1ales al cerebro. Quisiera determinar cu\u00e1les son las se\u00f1ales de menor intensidad que puede percibir el cerebro, teniendo como base los l\u00edmites f\u00edsicos de los dispositivos de medici\u00f3n sensorial. \u00bfEn qu\u00e9 medida nuestros sistemas sensoriales que, al fin y al cabo, son dispositivos de medici\u00f3n, alcanzan los l\u00edmites impuestos por las leyes de la f\u00edsica? La idea subyacente indica que los l\u00edmites de la percepci\u00f3n est\u00e1n definidos por principios f\u00edsicos b\u00e1sicos y muy atractivos. Esas mismas ideas son las que empleamos para estudiar c\u00f3mo las c\u00e9lulas \u201csienten\u201d las se\u00f1ales internas.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1les ser\u00edan las implicaciones cognitivas en fen\u00f3menos tales como internet?<\/strong>
\nParecer ser que siempre pensamos que nuestro tiempo es especial. Pero la gente siempre se preocup\u00f3 por el hecho de que los desarrollos tecnol\u00f3gicos modifican las cosas desde una perspectiva que implica p\u00e9rdidas y ganancias. La invenci\u00f3n de la imprenta de tipos m\u00f3viles efectivamente caus\u00f3 ciertas p\u00e9rdidas en cuanto a la tradici\u00f3n oral: el relator de historias locales se torn\u00f3 obsoleto. Ahora podemos contar con acceso a la historia sin siquiera imprimir un libro porque podemos \u201cbuscarla en Google\u201d. Ya no necesitamos recordar ni transmitir historias, si bien \u00e9sa sigue siendo una actividad muy humana. No necesitamos disponer de informaci\u00f3n en nuestra memoria. En lugar de ello, transferimos parte de nuestro proceso de pensamiento y de memoria a nuestras computadoras y celulares. Esto no es algo precisamente malo en realidad. Hoy en d\u00eda, mucha gente tiene acceso a estas cosas, a informaci\u00f3n que en cierto momento era muy exclusiva. A\u00fan no estamos en condiciones de entender las implicaciones cognitivas de esto, toda vez que los efectos s\u00f3lo podr\u00e1n observarse en mis nietos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El cient\u00edfico de Princeton se refiere a los retos de emplear un abordaje cuantitativo de la f\u00edsica en los sistemas biol\u00f3gicos","protected":false},"author":641,"featured_media":298923,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181,183],"tags":[278,304],"coauthors":[1664],"class_list":["post-298914","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","category-entrevista-es","tag-biologia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/298914","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/641"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=298914"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/298914\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":298927,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/298914\/revisions\/298927"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/298923"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=298914"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=298914"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=298914"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=298914"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}