Tekhne Iatriké

José Gabriel Ávila-Rivera *

Alostasis, salud y vejez

La vida es equilibrio y en la medida en las que éste sea más armonioso, tenderá a prolongar en una mejor forma la existencia de cualquier ser viviente. Sin embargo, en todos los fenómenos biológicos existe una competencia que implica una tendencia a la adaptación que dará lugar a un dinamismo extraordinariamente complejo de entender.

El sabio francés Claude Bernard (1813 - 1878) fue un biólogo, médico y fisiólogo que, dentro de sus aportaciones a la ciencia, destaca un concepto denominado Homeostasia, que si bien no es un término exactamente suyo sino del fisiólogo estadounidense Walter Bradford Cannon (1871 - 1945), planteó las condiciones del medio interno como una serie de mecanismos que buscan precisamente el equilibrio celular, en la medida en la que un ser vivo unicelular, extrae elementos vitales para sobrevivir y al mismo tiempo, desecha partículas que no son útiles. Pero el concepto no abarca simplemente esta noción que en una forma simple se explicaría solamente como dar y recibir en una forma estática. Por citar un ejemplo, si la temperatura del medio extracelular cambia, se deben de llevar a cabo mecanismos extraordinariamente sutiles, a través de átomos o moléculas que modificarán en una forma definitiva, la actividad de un microorganismo o célula.

En los animales como nosotros, conformados por innumerables células, se genera una necesidad de establecer equilibrios de características tan complicadas, que hacen del medio extracelular, nuestro “medio interno”.

Pero Walter Cannon propuso que debe de existir una tendencia a mantener en una forma constante, estas variaciones que Bernard imaginó de una dinámica excepcional. Es decir que el margen de cambio que debe de existir entre el medio extracelular e intracelular debe de ser de un límite muy estrecho. Por eso combinó dos términos griegos: “homoios” que significa constancia y “stasis” que significa posición o estabilidad, dando lugar a la Homeostasis, como un mantenimiento de condiciones celulares internas que pueden sufrir variaciones, pero manteniéndose en condiciones relativamente constantes. Sin embargo, cuando un organismo es sometido a situaciones de exigencia extrema, la necesidad de establecer un equilibrio que tienda a la estabilidad, considerando las demandas futuras de requerimientos adaptativos que implican la interacción de diversos órganos y sistemas es la Alostasis, planteamiento de Peter Sterling (1940), quien es un anatomista, fisiólogo y neurocientífico que actualmente trabaja en la Escuela de Medicina de la Universidad de Pennsylvania, Estados Unidos, y cuyos aportes brindan conceptos que nos ayudan a entender cómo se generan los procesos biológicos, que se refieren a la salud y a la enfermedad.

Parte de una serie de principios que afirman que los organismos están diseñados para ser eficientes. La eficiencia requiere intercambios recíprocos. La eficiencia también requiere ser capaz de predecir las necesidades futuras. Tal predicción requiere que cada sensor se adapte al rango de entrada esperado. La predicción también exige que cada elemento que ejecuta respuestas a estímulos, adapte precisamente su respuesta, al rango esperado de demanda; y si bien esta regulación predictiva depende del comportamiento, se dan otros mecanismos que también se adaptan. Así, todas las células de un animal van a responder en una forma coordinada.

La homeostasis es la regulación del cuerpo a un equilibrio, mediante el ajuste de un solo punto, como el nivel de oxígeno, la glucosa o el PH de la sangre. Por ejemplo, si una persona que camina en el desierto está caliente, el cuerpo sudará y se deshidratará rápidamente. La Alostasis es adaptación, pero con respecto a un equilibrio más dinámico. En la deshidratación, el sudor ocurre a manera de un elemento para enfriar, pero esta es solamente una pequeña parte del proceso, con muchos otros sistemas que también adaptan su funcionamiento, tanto para reducir el uso de agua como para apoyar la variedad de otros sistemas que están cambiando para ayudar a esto. En este caso, los riñones pueden reducir la producción de orina, la membrana mucosa en la boca, la nariz y los ojos se secan; la producción de orina y sudor disminuye y las venas y las arterias se contraerán para mantener la presión arterial con un volumen de sangre menor.

Cuando a cualquier médico le lanzamos la pregunta de lo que es la salud, podrá recurrir a una definición muy poco práctica y mucho menos precisa. Pareciera que imaginamos al cuerpo humano como una especie de máquina programada para sobrevivir en un modelo donde todo debe de mantenerse en una forma constante (es decir, en Homeostasis); pero es fundamental considerar que pueden darse procesos de retroalimentación negativa, que corregirá errores con una especie de costo orgánico (lo que implicaría a la Alostasis).

Hay dos ejemplos particularmente ilustrativos de esto. Conforme pasa el tiempo, las arterias como elementos que llevan sangre oxigenada a todas las partes del organismo, se van endureciendo, lo que provoca un incremento de la presión que asegure la llegada adecuada a todas partes; sin embargo, este proceso puede generar una ruptura que puede ser mortal. Se puede retrasar este proceso con medicamentos reguladores; sin embargo, inexorablemente, la hipertensión se agravará hasta llegar a ser una especie de asesino que culminará con la vida, en el peor de los casos y desgraciadamente también, en la mayoría.

Otro ejemplo puede orientarse al riesgo de desarrollar Diabetes tipo II en personas obesas y no existe una respuesta que explique las razones por las que se alteran los controles orgánicamente automatizados para regular el apetito y así, evitar la enfermedad.

Pero en el caso de los seres humanos contamos con el cerebro que, en un proceso integrador, puede establecer una especie de monitoreo que pueda predecir lo que en un momento será necesario llevar a cabo para prolongar la existencia en una dinámica que podría reflejarse en un efecto que nos conduzca a comportamientos que se lleven a cabo, digamos, justo a tiempo. Así, la salud, tanto física como mental, puede entenderse como la capacidad de responder dinámicamente a los cambios en la demanda que nos presiona ambiental y socialmente. Una integración del cerebro con el cuerpo, desde el punto de vista médico, nos puede ser de una utilidad inimaginable para tener como meta ir más allá de los tratamientos con medicamentos que, como todos sabemos, pueden reducir nuestra capacidad de respuesta adaptativa y por supuesto, tener un impacto en nuestra calidad de vida, sobre todo a medida que el tiempo pasa y gradualmente nos vamos poniendo viejos.

No podemos dejar a un lado la recomendación de recurrir con mayor asiduidad a lo natural. Buscar elementos reconfortantes y gratificantes que llenen los grandes huecos emocionales que hemos heredado en la sociedad contemporánea, alejándonos de lo artificial.

“Mente sana en cuerpo sano” es una cita de la Sátira X escrita por el italiano Décimo Junio Juvenal en el siglo I antes de la era común. La frase original en latín es Orandum est ut sit mens sāna in corpore sānō, que se traduce como ‘oremos por una mente sana en un cuerpo sano’.

Me parece verdaderamente inaudito que, en la actualidad, llenos de tecnología, olvidamos estos conceptos antiguos que nunca han perdido su inapreciable validez.

* jgar.med@gmail.com

Épsilon Jaime Cid

Envejecer es como escalar una gran montaña: mientras se sube las fuerzas disminuyen, pero la mirada es más libre, la vista más amplia y serena.

Ingmar Bergman (1918-2007) Cineasta

Cuando me dicen que soy demasiado viejo para hacer una cosa, procuro hacerla enseguida.

Pablo Picasso (1881-1973) Pintor

Todos deseamos llegar a viejos; y todos negamos que hemos llegado. Francisco de Quevedo (1580-1645) Escritor

Alberto Cordero *

Reseña (incompleta) de libros

Turing **

** Lahoz-Beltra,

Rafael (2017). La mente que inauguró la era de la computación: Turing, Genios de las

matemáticas, Editec.

Pese a su corta vida, Alan Turing fue uno de los personajes más influyentes del siglo XX. Algunos de los hitos de su carrera científica son el diseño de una máquina hipotética, la máquina de Turing, con cuya ayuda creó los conceptos teóricos que permitieron la construcción de los primeros ordenadores, y la confección de uno de los ordenadores más rápidos de su época, el Pilot ACE.

Como criptógrafo destacó por conseguir desvelar los códigos Enigma, con los que los alemanes cifraban sus mensajes durante la Segunda Guerra Mundial. Y además realizó investigaciones pioneras con las que sentó las bases de la inteligencia artificial y la biología matemática.

Esta obra se explica, de una forma amena y rigurosa, la naturaleza de estas aportaciones fundamentales para la evolución del mundo contemporáneo.

Bajo este enfoque hemos aunado en un mismo libro elementos propios de un texto de “ciencia recreativa” con otros que son propios de una biografía, demostrando cómo algunos de los hallazgos más importantes de Alan Turing forman parte de nuestra vida diaria. Así, por ejemplo, el libro da respuesta a algunas interrogantes como: ¿qué es un ordenador?, ¿por qué se cuelgan los ordenadores?, ¿qué país inventó el ordenador?, ¿resuelven los ordenadores toda clase de problemas?, ¿qué es un captcha? ¿qué es un sistema de reconocimiento óptico de caracteres (OCR)?, ¿puede haber máquinas inteligentes?, ¿cómo funciona un ordenador cuántico?, entre otras preguntas.

El carácter polifacético de las investigaciones de Alan Turing fue una manifestación más de su genialidad. Su capacidad para encontrar nuevas áreas de investigación y relaciones entre fenómenos o cuestiones aparentemente dispares solo fue igualada entre sus contemporáneos por el matemático húngaro John von Neumann. Con estos dos científicos nació en la década de 1940 el “científico multidisciplinar”, el sujeto sin fronteras en el conocimiento, capaz de abstraer de la biología, la economía, la sociología o la física los elementos comunes utilizando las matemáticas y los ordenadores, con la finalidad de unificar problemas en apariencia distantes, pero en el fondo similares.

Turing es un personaje cuya vida y obra no dejan indiferente. Su vida como científico fue una auténtica aventura intelectual, rica en matices y hallazgos, y su vida privada, marcada por su homosexualidad en una época en la que en Gran Bretaña era considerado delito penal, estuvo repleta de anécdotas que lo convierten en un personaje singular, con una personalidad alejada de lo común. Los problemas derivados de su orientación sexual le provocaron la segunda de las profundas depresiones que padeció y que le llevó a acabar con su vida mediante la ingesta de cianuro, si bien el misterio que rodeó su muerte ha dado pie a otras conjeturas, entre ellas la del asesinato.

Esta obra, que descubre tanto al hombre como al científico, se organiza en cinco capítulos. En el primero, tras un recorrido biográfico por su infancia y juventud hasta concluir sus estudios en la Universidad de Cambridge, se describe detalladamente una de sus principales contribuciones científicas: la máquina de Turing, con las distintas variantes diseñadas por el genio británico y también por otros investigadores. Se describen también algunas experiencias sobre la construcción de máquinas de Turing o su simulación a través de software. El capítulo concluye con cuestiones más concretas, como el problema de la parada, que explica, entre otras cosas, por qué se “cuelga” un ordenador.

En el segundo capítulo se narra cómo el acoso alemán sufrido por el Reino Unido durante la Segunda Guerra Mundial llevó a los británicos a crear Bletchley Park, lugar donde los criptógrafos, entre ellos Turing, lograron finalmente descifrar los mensajes interceptados a los alemanes del III Reich. En ese contexto bélico, personajes como Turing, entre otros muchos, desplegaron todo su talento recibiendo un merecido reconocimiento al final de la contienda. Fue precisamente en Bletchley Park donde vio la luz el Colossus, considerado hoy el primer ordenador digital de la historia. La Segunda Guerra Mundial no solo fue un derroche en vidas, sino también de inteligencia. Tras esta estimulante experiencia, Alan Turing fue capaz de dar el salto definitivo desde el mundo abstracto de la máquina que lleva su nombre hasta el mundo real, construyendo un ordenador: el Pilot ACE.

El tercer capítulo aborda una cuestión cuya polémica sigue vigente: ¿quiénes inventaron el ordenador, los británicos o los estadounidenses? Según la última revisión histórica fue el Reino Unido, gracias al Colossus, el país merecedor de este reconocimiento, por la fecha en que fue construido y por ser en aquella época el país más avanzado en el diseño y construcción de ordenadores. Entonces ¿por qué Estados Unidos le arrebató esta industria?

Una vez descritas las características del Pitot ACE, y tras dar una respuesta a estas preguntas, nos adelantaremos en la arquitectura de Von Neumann, esto es, la forma en que desde entonces se organizan a nivel lógico y funcional los componentes de un ordenador, para concluir con los años en que Alan Turing se dedicó a la programación de ordenadores en la Universidad de Manchester.

Ya próximo el final de su vida, Turing puso el colofón con lo que tal vez sea uno de sus proyectos más ambiciosos, sentando las bases teóricas de lo que más adelante se llamaría inteligencia artificial. Continuó con su labor en la Universidad de Manchester, aunque en esta ocasión dio un paso más y se hizo una pregunta realmente ambiciosa: ¿puede haber máquinas inteligentes?, materia de la que trata el cuarto capítulo. Turing diseñó circuitos de neuronas artificiales y creó una prueba aún en vigor, el test de Turing, con el que evaluar si una máquina, por ejemplo un ordenador, se comporta o no de modo inteligente cuando juega al ajedrez, traduce un texto de un idioma a otro o realiza cualquier otra tarea para la que un ser humano utilizaría su inteligencia.

La última etapa de su vida fue tan fértil científicamente como la primera. Fue en sus últimos años cuando utilizó por primera vez un ordenador para el estudio y simulación de problemas biológicos, elaborando modelos matemáticos sobre el crecimiento y la formación de patrones en los seres vivos, al intentar dar respuesta a la cuestión de cómo se forman los patrones de bandas en la piel de las cebras. Fruto de estos estudios es el nacimiento de una nueva disciplina, la biología matemática. En la primavera de 1954, Alan Turing puso fin a su vida tras ingerir una manzana envenenada a la edad de cuarenta años.

Los superordenadores, personales de mesa, portátiles, netbooks, tablets o los que son usados en el teléfono móvil, agenda personal o cualquier otro han sido omitidos en el presente libro. Sin embargo, todas esta máquinas no son más que la evolución natural de la maquina teórica de Turing. El legado de Turing no solo fueron sus aportaciones científicas, sus geniales hallazgos y su contribución a la informática, sino lo que su trabajo sugirió pero dejó sin concluir, y que ha inspirado a generaciones posteriores de científicos. Como ejemplo: el ordenador cuántico, el diseño de modelos de redes neuronales artificiales y su utilización en sistemas inteligentes en la vida diaria, y el estudio del ADN mediante ordenadores, la molécula de la vida, cuya estructura fue descubierta en el reino Unido por Watson y Crick un año antes de su muerte.

Todo un viaje apasionante guiado por una de las mentes más interesantes y geniales del siglo XX, un pensador de máquinas pensantes, la fascinación de cuya figura no hace sino aumentar más de medio siglo después de su fallecimiento.

* acordero@fcfm.buap.mx