Para los f\u00edsicos no existen fronteras que delimiten el espacio donde deben actuar. No satisfechos con explorar las entra\u00f1as de los \u00e1tomos y los astros m\u00e1s distantes del cielo, han empezado a ocupar otros territorios, y a resolver problemas en las \u00e1reas de gen\u00e9tica, biolog\u00eda y medicina \u2013\u00a0y m\u00e1s recientemente, tambi\u00e9n en la econom\u00eda y en la administraci\u00f3n de empresas. Son incursiones con estilo: en busca de las reglas simples que expliquen los fen\u00f3menos de la naturaleza, ellos no dudan en dejar de lado detalles que los expertos de otras \u00e1reas consideran preciosos.\u00a0Y dotados de una notable capacidad de abstracci\u00f3n, examinan fen\u00f3menos distintos \u2013\u00a0la propagaci\u00f3n de tumores o la fluctuaci\u00f3n del precio de las acciones en las bolsas de valores \u2013\u00a0con base en las mismas t\u00e9cnicas matem\u00e1ticas que emplean en un \u00e1rea de la f\u00edsica, la mec\u00e1nica estad\u00edstica, para explicar las llamadas transiciones de fase, a ejemplo de la transformaci\u00f3n del agua en hielo.<\/p>\n
El d\u00eda 8 de septiembre, en el marco de un encuentro realizado en el Instituto de F\u00edsica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) en homenaje a los 60 a\u00f1os de Jos\u00e9 Fernando Perez, director cient\u00edfico de la FAPESP e investigador en el \u00e1rea de f\u00edsica matem\u00e1tica, qued\u00f3 en evidencia esa versatilidad, con demostraciones de que os f\u00edsicos tambi\u00e9n entienden de genes, de c\u00e1ncer o de bolsas de valores. En los \u00faltimos 20 a\u00f1os, el propio Perez aplic\u00f3 los m\u00e9todos de la f\u00edsica matem\u00e1tica para crear modelos que explicaban fen\u00f3menos tales como la fluctuaci\u00f3n de poblaciones de moscas o la capacidad de algunos materiales de volverse magn\u00e9ticos de manera espont\u00e1nea.<\/p>\n
“Ning\u00fan fen\u00f3meno de la naturaleza”, dice Perez, “puede a priori excluirse como objeto de estudio de la f\u00edsica, que desde el punto de vista epistemol\u00f3gico es una ciencia arrogante. La f\u00edsica se arroga para s\u00ed el derecho de estudiar cualquier fen\u00f3meno natural”. El a\u00f1o pasado, Perez aprovech\u00f3 el final de un debate sobre los 50 a\u00f1os del descubrimiento de la estructura de la mol\u00e9cula de ADN para, con una cierta dosis de humor, proferir una provocaci\u00f3n: “La moderna biolog\u00eda ha de tomarse cada vez m\u00e1s como un cap\u00edtulo de la f\u00edsica”.<\/p>\n
La imagen del ADN De all\u00ed en adelante, la integraci\u00f3n de los f\u00edsicos con los expertos de otras \u00e1reas no ces\u00f3 de crecer. “Al margen de emplear los principios de la f\u00edsica para comprender mejor la biolog\u00eda, queremos en sentido inverso valernos de la biolog\u00eda para entender la f\u00edsica”, dice el f\u00edsico Jos\u00e9 Nelson Onuchic, codirector del Centro de F\u00edsica Biol\u00f3gica Te\u00f3rica (CTBP, sigla en ingl\u00e9s), creado en 2002 en la Universidad de California con sede en San Diego (UCSD), Estados Unidos, con un financiamiento de 10,5 millones de d\u00f3lares proveniente de la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencia (NSF). F\u00edsicos y qu\u00edmicos del CTBP, trabajando con grupos experimentales, lograron demostrar el principio de ovillado, agregaci\u00f3n y reconocimiento de prote\u00ednas, ya empleado en el dise\u00f1o de f\u00e1rmacos, y el del funcionamiento de canales de calcio de las c\u00e9lulas, con aplicaciones potenciales en la regulaci\u00f3n de los latidos card\u00edacos.<\/p>\n Un l\u00edder aislado De acuerdo con este modelo, elaborado en conjunto con el economista Luis Almeida Costa, tambi\u00e9n de Lisboa, un presidente o un profesor al estilo “duro” que se sienta aislado y sin apoyo por parte del grupo ha de mantener sus planteos a la sordina, y comunicarse solamente con los responsables de los grupos de trabajo, hasta que las actitudes contrarias comiencen a diluirse en medio a la creciente adhesi\u00f3n. Si cuenta con el apoyo de al menos una parte del grupo, lo mejor es fortalecer los equipos e incentivar el intercambio de ideas. “Este modelo mostrar\u00e1 en cada situaci\u00f3n c\u00f3mo controlar las interacciones entre las personas, de manera tal que todos sigan la actitud del l\u00edder del grupo”, comenta Matos, que fue alumno de maestr\u00edas y de doctorado de Perez, y vivi\u00f3 en Brasil de los 14 a los 28 a\u00f1os. Actualmente tiene 43.<\/p>\n El presidente de la empresa o el docente frente a los alumnos, a medida que vayan logrando modificar la actitud del grupo y conquisten adhesiones, se comportar\u00e1n como los cristales que se forman en el agua, listos para transformarse en hielo y que son capaces de atraer r\u00e1pidamente otras mol\u00e9culas de agua y constituir cristales cada vez mayores, hasta que toda el agua se congela a 0\u00b0C. Publicada en 2002 en\u00a0Computational and Mathematical Organization Theory<\/em>, esta teor\u00eda explic\u00f3 estrategias inspiradas \u00fanicamente en la intuici\u00f3n y en el empirismo, sin ni una sola una ecuaci\u00f3n.<\/p>\n Un ejemplo analizado por el equipo de Lisboa es la Divisi\u00f3n de Ingenier\u00eda Aeroespacial de General Electric, que a\u00f1os atr\u00e1s atraves\u00f3 un turbulento proceso de reformulaci\u00f3n: en menos de dos a\u00f1os, entraron y salieron tres presidentes, hasta que el cuarto logr\u00f3 establecer canales de comunicaci\u00f3n m\u00e1s adecuados, elimin\u00f3 los conflictos internos y retom\u00f3 el camino de las ganancias.Matos aplica el concepto de contagio de actitud dar asidero tambi\u00e9n a los mecanismos de sutiles variaciones de precios en las bolsas de valores, regidas de acuerdo con una \u00e1rea relativamente nueva la econof\u00edsica, por el comportamiento de imitaci\u00f3n: cada inversor compra o vende acciones de acuerdo con la tendencia del momento, para evitar riesgos y mantenerse en el grupo al que pertenece. “En el mercado financiero”, dice Matos, “pocos saben qu\u00e9 est\u00e1n haciendo realmente”. Interacciones en red y jerarqu\u00edas explican tambi\u00e9n c\u00f3mo en el interior del cuerpo humano las enzimas se organizan y los tumores se esparcen.<\/p>\n En busca de una forma de diferenciar c\u00e9lulas normales y c\u00e9lulas tumorales que facilite el tratamiento m\u00e9dico, un equipo del Instituto de Matem\u00e1tica y Estad\u00edstica (IME) de la USP y otro del Instituto Ludwig de Investigaciones sobre el C\u00e1ncer analizaron el comportamiento de 376 genes de 99 muestras de tejidos de personas normales y de portadores de c\u00e1ncer del aparato digestivo, normalmente diagnosticado en una fase avanzada. En un primer ensayo, realizado a comienzos del a\u00f1o pasado, una computadora del IME funcion\u00f3 tres semanas sin parar haciendo un an\u00e1lisis exhaustivo para identificar peque\u00f1os grupos de genes que revelasen la distinci\u00f3n entre las c\u00e9lulas.<\/p>\n Con base en los resultados de esta prueba, los investigadores desarrollaron m\u00e9todos alternativos de b\u00fasqueda, m\u00e1s realistas desde el punto de vista computacional, sin comprometer la eficacia en la identificaci\u00f3n de grupos de genes que podr\u00edan funcionar como clasificadores, capaces de diferenciar una c\u00e9lula normal de una alterada.<\/p>\n Biochip Analizando las informaciones generadas por l\u00e1minas de vidrio que revelan la actuaci\u00f3n m\u00e1s o menos intensa de cada gen \u2013\u00a0los biochips\u00a0\u2013, los investigadores identificaron 41 pares y 37 tr\u00edos de genes que pueden actuar juntos, pero de manera inversa: en las c\u00e9lulas normales, uno de ellos puede ser producido en exceso y el otro o otros dos en defecto, mientras que en los tumores sucede lo contrario. “La manera de analizar los datos generados por biochips requiere de un gran conocimiento de matem\u00e1tica y de estad\u00edstica que los m\u00e9dicos no tenemos”, dice el m\u00e9dico Luiz Fernando Lima Reis, jefe del grupo del Ludwig y coautor de este estudio, publicado en febrero pasado en la revista\u00a0Cancer Research<\/em>. Seg\u00fan Lima Reis, este trabajo ayud\u00f3 a crear clasificadores moleculares para la identificaci\u00f3n precoz de otros tipos de tumores de cabeza y cuello, previendo cu\u00e1les individuos deben recibir un tipo u otro de tratamiento.<\/p>\n Alfombra roja Posteriormente Varmus record\u00f3 que fue un f\u00edsico matem\u00e1tico, Warren Weaver, el primero en emplear el t\u00e9rmino biolog\u00eda molecular, en 1932, con el argumento de que, en aquella \u00e9poca, “la distinci\u00f3n entre f\u00edsica y qu\u00edmica e incluso entre la matem\u00e1tica de un lado y la biolog\u00eda del otro ser\u00eda tan ilusoria como desafortunada”. Por \u00faltimo, quiz\u00e1 para no dar tantas \u00ednfulas al ego de los f\u00edsicos, el director de los NIH coment\u00f3 que la lucha contra las enfermedades depende tambi\u00e9n de las energ\u00edas de expertos de otras \u00e1reas, tales como la ingenier\u00eda, las ciencias de la computaci\u00f3n, la psicolog\u00eda, la sociolog\u00eda y la antropolog\u00eda.<\/p>\n Evidentemente, la rapidez y la relevancia de los resultados son proporcionales a la capacidad de interacci\u00f3n entre los expertos de las m\u00e1s variadas \u00e1reas, y lo que la permite es un lenguaje com\u00fan. “Mi grupo se dispuso a entender un poco m\u00e1s de matem\u00e1tica, del mismo modo que el equipo de Jord\u00e3o Neves estudi\u00f3 biolog\u00eda con mayor atenci\u00f3n”, comenta Reis, del Ludwig. “De ambos lados cedimos, y hoy en d\u00eda ya no hablamos en griego unos con otros.”<\/p>\n En el Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos (IFSC) de la USP, Jos\u00e9 Fernando Fontanari avanz\u00f3 m\u00e1s f\u00e1cilmente en una de sus l\u00edneas de trabajo referente a los modelos matem\u00e1ticos que intentan explicar el surgimiento y la organizaci\u00f3n de los primeros seres vivos, cuando se ali\u00f3 a un bi\u00f3logo te\u00f3rico: E\u00f6rs Szathm\u00e1ry, del Collegium Budapest de Hungr\u00eda. En la Facultad de Medicina de la USP Eduardo Massad, que se gradu\u00f3 en medicina y en f\u00edsica, coordina un grupo con otros f\u00edsicos y m\u00e9dicos para prever las posibilidades de propagaci\u00f3n de enfermedades tales como la fiebre amarilla o el dengue, por medio de ecuaciones que contienen variables tales como la tasa de transmisi\u00f3n de los agentes etiol\u00f3gicos y el n\u00famero de personas que el mosquito transmisor puede picar en un d\u00eda.<\/p>\n L\u00edmites Aun as\u00ed, no siempre los f\u00edsicos son capaces de expresar en f\u00f3rmulas la complejidad de la naturaleza. En una c\u00e9lula, la red de interacciones entre las mol\u00e9culas est\u00e1 impresionantemente enmara\u00f1ada. Las ciencias humanas tambi\u00e9n son portadoras de imprevisibilidad, ya que las personas pueden cambiar de comportamiento movidas por su propia voluntad, a diferencia de un \u00e1tomo. El f\u00edsico Christof Koch y el bi\u00f3logo Gilles Laurent, del Instituto de Tecnolog\u00eda de California, Estados Unidos, en un art\u00edculo publicado enNature<\/em> en 1999, apuntaron una diferencia b\u00e1sica entre el cerebro y los grandes sistemas f\u00edsicos, como las galaxias: “El cerebro tiene una funci\u00f3n, que es proteger al individuo (o su piel) en su ambiente y asegurar la continuidad de su genoma”. En tanto, los aglomerados de estrellas tendr\u00edan solamente una\u00a0brute existence<\/em>\u00a0\u2013\u00a0puramente f\u00edsica.<\/p>\n Pero los f\u00edsicos creen que pueden ir mucho m\u00e1s all\u00e1 todav\u00eda, como afirm\u00f3 el estadounidense Robert Laughlin en una conferencia proferida en San Diego en 2000, dos a\u00f1os despu\u00e9s de ganar el Nobel de F\u00edsica: m\u00e1s que ser meros coadyuvantes y sencillamente hacer c\u00e1lculos, los f\u00edsicos deben apuntar qu\u00e9 es lo realmente importante en cada \u00e1rea de la ciencia. Schr\u00f6edinger, con el\u00a0What Is Life?\u00a0<\/em>en manos, estar\u00eda completamente de acuerdo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Los f\u00edsicos que ayudan a resolver problemas en las \u00e1reas de gen\u00e9tica y medicina, y lideran equipos mutidisciplinarios","protected":false},"author":17,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","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],"tags":[],"coauthors":[5968],"class_list":["post-78575","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78575","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\/17"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=78575"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78575\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=78575"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=78575"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=78575"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=78575"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n<\/strong>El deseo de intervenir en otras \u00e1reas comenz\u00f3 hace poco m\u00e1s de 60 a\u00f1os, cuando el f\u00edsico austr\u00edaco Erwin Schr\u00f6edinger public\u00f3 el libro\u00a0What Is Life?,<\/em> aplicando conceptos de la f\u00edsica para entender la sorprendente estabilidad de la informaci\u00f3n gen\u00e9tica. Schr\u00f6edinger tambi\u00e9n lanz\u00f3 la idea de que los cromosomas de cada c\u00e9lula podr\u00edan contener mensajes codificados: era el c\u00f3digo gen\u00e9tico, m\u00e1s tarde confirmado experimentalmente por los bi\u00f3logos. Y fue otro f\u00edsico, Francis Crick, fallecido en julio pasado, quien interpret\u00f3 la imagen de los rayos X del ADN, hacia la cual la propia autora, la bi\u00f3loga Rosalind Franklin, dirig\u00eda su mirada sin imaginar que era la prueba palmaria de la estructura helicoidal de la mol\u00e9cula responsable de la transmisi\u00f3n de las caracter\u00edsticas hereditarias entre los seres vivos.<\/p>\n
\n<\/strong>Pero, aqu\u00e9llos que no saben que es una hamiltoniana o un modelo de Ising, t\u00edpicos t\u00e9rminos de la jerga de los f\u00edsicos, pueden quedarse tranquilos: los f\u00edsicos intentan aprender cada vez m\u00e1s el lenguaje de otras \u00e1reas y hacer que sus conclusiones aparezcan m\u00e1s claras \u2013\u00a0pese a ser \u00e9ste un proceso lento. Uno de los conferencistas del encuentro del d\u00eda 8, el f\u00edsico portugu\u00e9s Jo\u00e3o Amaro de Matos, se pas\u00f3 diez a\u00f1os estudiando psicolog\u00eda social, teor\u00eda econ\u00f3mica y sociolog\u00eda, luego de graduarse en f\u00edsica en la USP y en administraci\u00f3n de empresas en la Fundaci\u00f3n Get\u00falio Vargas de S\u00e3o Paulo. Como docente de la Facultad de Econom\u00eda de la Universidad Nueva de Lisboa lleg\u00f3 a un modelo matem\u00e1tico que sugiere c\u00f3mo debe obrar un presidente de empresa, un docente o en general alguien que est\u00e1 a cargo de mucha gente, bas\u00e1ndose en el apoyo o en el rechazo que recibe por parte del grupo.<\/p>\n
\n<\/strong>“Es muy f\u00e1cil generar clasificadores”, comenta el f\u00edsico Eduardo Jord\u00e3o Neves, coordinador del equipo del IME, que tambi\u00e9n present\u00f3 sus resultados m\u00e1s recientes en el encuentro del d\u00eda 8 en la USP. “Dif\u00edcil es encontrar aqu\u00e9llos realmente importantes, que puedan extrapolarse y emplearse en otras situaciones”. La carrera cient\u00edfica de Jord\u00e3o Neves comenz\u00f3 con su tesis de maestr\u00eda, dirigida por Perez, con importantes contribuciones al estudio matem\u00e1tico de modelos relativos a materiales magn\u00e9ticos.<\/p>\n
\n<\/strong>Pero algo ha cambiado. A los f\u00edsicos, que antes ten\u00edan el h\u00e1bito de entrar all\u00ed donde nadie los llamaba, ahora los invitan y los valoran, en una \u00e9poca en que los bi\u00f3logos moleculares, genetistas, bi\u00f3logos en general y m\u00e9dicos se las ven ante un volumen indescriptible de informaci\u00f3n. Hace diez a\u00f1os se estudiaba un gen por vez, pero actualmente un conjunto de biochips analiza la acci\u00f3n de 10 mil genes al mismo tiempo.En marzo de 1999, al disertar en el marco de la celebraci\u00f3n del centenario de la Sociedad Americana de F\u00edsica (APS, por su sigla en ingl\u00e9s), el m\u00e9dico estadounidense Harold Varmus, en ese entonces director de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos, destac\u00f3 el valor de los m\u00e9todos de trabajo y los equipos creados por los f\u00edsicos, como la radiograf\u00eda, la tomograf\u00eda, la ultrasonograf\u00eda, la resonancia magn\u00e9tica y la microscopia electr\u00f3nica, que catapultaron a la investigaci\u00f3n biom\u00e9dica a otro nivel.<\/p>\n
\n<\/strong>Pero los f\u00edsicos lo saben: sus planteos solamente se entender\u00e1n realmente cuando se inserten en las referencias te\u00f3ricas conocidas por los expertos de otras \u00e1reas. “De nada sirve mostrar modelos listos y publicar los resultados solamente en las revistas de f\u00edsica”, comenta Matos. Ellos tambi\u00e9n saben que deben tener cuidado al aplicar los modelos matem\u00e1ticos a la realidad. Formulaciones m\u00e1s realistas dejan de lado el hielo, formado apenas por mol\u00e9culas de agua, para inspirarse en materiales sin estructuras definidas como el vidrio, constituido por elementos diferentes entre s\u00ed, cada uno interactuando con otro de modo propio. De cualquier manera, lo que queda claro es que la capacidad para operar con estructuras matem\u00e1ticas que describen sistemas complejos se puede expandir del ferromagnetismo a ambientes tan diversos como la bolsa de valores o un biochip.<\/p>\n