La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Archivos de la categoría ‘Antropología’

Inconsistencias en el análisis de ADN Neanderthal

Publicado por Carlos en octubre 15, 2007

Homo NeanderthalensisLa cuestión de si hubo mestizaje entre la especie humana y la neanderthal durante el periodo de su coexistencia, y de si dicho mestizaje puede observase en nuestro acervo genético ha sido ampliamente debatida, aunque no siempre se han alcanzado conclusiones consistentes. El consenso actual de acuerdo con la evidencia paleoantropológica es que no hubo tal intercambio genético entre nuestras especies, y esa es la conclusión que apoya un estudio de James P. Noonan y colaboradores, de cuatro instituciones diferentes de los EE.UU. y de Alemania, en un trabajo titulado

publicado en Science el año pasado. Según este trabajo, la divergencia entre humanos y neanderthales se produjo hace 706,000 años, la separación de las poblaciones en especies diferentes hace 370,000 años, y la contribución del ADN Neanderthal al acervo genético humano actual es del 0% (entre 0% y 20% con un intervalo de confianza del 95%). Sin embargo, otro trabajo que apareció de manera casi simultánea en Nature mostraba resultados muy diferentes. Se trata concretamente de un artículo de Richard E. Green y colaboradores, de tres instituciones de EE.UU., Alemania, y Croacia, titulado

En este trabajo se estimaba en 516,000 años el tiempo de divergencia entre humanos y Neanderthales, lo que resulta una cifra muy cercana a la divergencia dentro de la población humana, estimada en 459,000 años. Más aún, las secuencias de ADN Neanderthal portaban aproximadamente una tercera parte de los polimorfismos de un solo nucleótido conocidos en el dominio público para los humanos, lo que sugiere una divergencia tardía, o una mezcla significativa de genes entre humanos y Neanderthales.

Esta aparente incoherencia ha sido objeto de un re-análisis por parte de Jeffrey D. Wall y Sung K. Kim, del Instituto de Genética Humana de la Universidad de California San Francisco, en un trabajo titulado

que acaba de ser publicado en PLoS Genetics. Wall y Kim han tratado en primer lugar de homogeneizar los métodos de análisis para ver si la discrepancia en los resultados se debe a cuestiones metodológicas. Los resultados que obtienen son sin embargo los mismos a grandes rasgos que obtienen Noonan et al. y Green et al., al menos en los que a tiempo de divergencia respecta. Mucho más sorprendente es el resultado en relación al tiempo de separación entre poblaciones -no calculado en el trabajo original de Green et al.- que en el caso de este último es de sólo 35,000 años. Una separación tan cercana es lógicamente inconsistente con lo resultados de Noonan et al., y apunta a algún tipo de problema con el conjunto de datos usado por Green et al.

La hipótesis de algún tipo de sesgo (e.g., contaminación o errores de secuenciamiento en las secuencias de ADN Neanderthal usadas por Green et al.) parece probable según indican Wall y Kim. De hecho un análisis separado de los fragmentos más pequeños de ADN Neanderthal arroja resultados compatibles con los de Noonan et al., mientras que el análisis de los fragmentos más largos (más proclives a la contaminación, debido a la degradación del ADN Neanderthal) arrojan resultados tan absurdos como que la similitud genética media entre los genomas humanos y Neanderthal sería superior a la que existe entre miembros de una población africana actual.

A la vista de este trabajo parece que se la ausencia de material genético Neanderthal significativo en nuestro genoma sigue soportando el análisis empírico. Habrá que ver en cualquier caso cómo evolucionan los acontecimientos a medida que se disponga de más datos y mejores medios técnicos para el análisis de los mismos.

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Cambios climáticos acabaron con los Neandertales en la Península Ibérica

Publicado por Carlos en mayo 1, 2007

Niño neandertal de GibraltarLos neandertales habitaron Europa desde hace unos 600,000 años hasta hace 24,000 años como poco. Eran una raza endógena europea (de hecho, todo apunta a que su origen fue la Península Ibérica) cuya extinción se atribuye a diferentes factores, tanto climáticos, como de competición con el homo sapiens que llegó a Europa desde África a través de Oriente. Un reciente estudio publicado en Quaternary Science Reviews intenta arrojar luz sobre la cuestión, y refuerza la hipótesis climática como desencadenante de la extinción. El trabajo se titula

y ha sido realizado por Francisco J. Jiménez Espejo y colaboradores, de la Universidad de Granada, del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, de la Universidad de Toronto, de la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, y de Museo de Gibraltar. El estudio ha empleado registros paleoclimáticos extraídos de sedimentos de la plataforma balear para caracterizar la variabilidad climática durante el periodo en el que se produjo la extinción de los neandertales. Se sabe que estas variaciones se correlacionan bien con los patrones de ocupación humana de la península, y que los neandertales se refugiaron en el Sur de la misma durante los últimos milenios, gracias a las condiciones ambientales más favorables. El estudio mencionado apunta a que las condiciones climáticas fueron sin embargo muy inhóspitas para los neandertales hace 24,000 años; fueron de hecho las más difíciles en 250,000 años, y todo apunta a que finalmente precipitaron la extinción de la especie (o al menos de la población ibérica, que era el mayor remanente de la especie).

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“Tócala de nuevo, Sam”: nuestro cerebro reproduce internamente acciones al oír el sonido asociado

Publicado por Carlos en enero 15, 2007

Quien haya leído la novela de Anthony Burgess “La naranja mecánica“, o haya visto la película homónima de Stanley Kubrick, recordará como Alex, el protagonista, es sometido a una terapia de aversión a la violencia denominada el método Ludovico. Dicha terapia consiste en la administración de ciertos fármacos que le provocan náuseas, a la par que le obligan a ver escenas violentas. El resultado es una asociación mental profunda entre el objeto de estas escenas y la sensación de náuseas, lo que le inhibe de todo comportamiento violento. Como efecto secundario de esta terapia, Alex desarrolla también aversión a su amada Sinfonía Nº 9 de Beethoven, dado que era el sonido asociado a las escenas durante el tratamiento.

Lo que la anterior premisa refleja es una visión mecanicista del comportamiento humano, similar al caracterizado por el fisiólogo ruso Iván Pávlov. Es fácil encontrar este patrón de comportamiento en diferentes animales, y de hecho las técnicas de adiestramiento de los mismos se basan en muchos casos en esta idea de asociar estímulo sensorial con acción. Los ejemplos abarcan incluso a parientes cercanos nuestros como los chimpancés, pero no se tenía constancia científica clara de hasta qué punto podría ser también el caso en humanos, en particular en lo relativo a estímulos sonoros. Dicha constancia está ahora disponible en un trabajo realizado por Amir Lahav, de la Harvard Medical School, y colaboradores de la Boston University y de los Laboratorios Haskins. Este trabajo se titula:

y ha sido publicado en el Journal of Neuroscience. Era conocido que cuando observamos a alguien realizar una acción, nuestro cerebro despliega una actividad similar a la que tendría de ser nosotros los que realizáramos dicha acción. En este trabajo se ha buscado explorar el grado de asociación sonora. Para ello se ha tomado a un grupo de personas sin conocimientos de música, y se las ha entrenado para tocar al piano una breve composición de unos 20 segundos. Posteriormente, se realizaron resonancias magnéticas funcionales de los individuos mientras escuchaban la pieza para la que habían sido entrenados, una pieza diferente pero con las mismas notas, y una pieza totalmente desconocida. Los resultados indican que al escuchar la composición conocida, no sólo se activan las zonas del cerebro responsables de la audición, sino también zonas relacionadas con el comportamiento motor (no las primarias, ya que a los participantes en el experimento se les había dicho explícitamente que no movieran los dedos como si tocaran mientras escuchaban la música). La diferencia era muy acusada en el caso de la composición desconocida, y menos en el caso de la composición similar.

Los resultados anteriores muestran la existencia de redes de sonido-acción que pueden activarse de manera instintiva, aunque la acción no se llegue a completar por nuestra voluntad consciente. Es fácil ver la utilidad que este tipo de mecanismos puede tener en términos evolutivos (por ejemplo, correr al escuchar el rugido de una fiera), pero es más interesante su posible utilidad en la adquisición del habla, ya que puede constituir una especie de bucle de realimentación motor durante la percepción del lenguaje hablado.

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“Dame la mano, cariño”: regulación de la respuesta neuronal a las amenazas

Publicado por Carlos en enero 2, 2007

Que los seres humanos somos animales gregarios es algo bien evidente. De vez en cuando surgen “ovejas díscolas”, pero nuestras pautas de comportamiento son mayoritariamente sociales, y esto es algo que tenemos grabado a muy bajo nivel en nuestras mentes. Por ejemplo, ya se comentó hace algún tiempo un trabajo que mostraba la evolución de las conductas altruistas. Recientemente ha salido publicado otro trabajo realmente curioso que muestra como la tendencia a vivir en parejas estables es algo profundamente arraigado en nuestros cerebros. El trabajo en cuestión ha sido realizado por James A. Coan y colaboradores, de las Universidades de Virginia y de Wisconsin-Madison, y tiene por título:

El trabajo ha sido publicado en la revista Psychological Science, y en él se estudia el efecto atenuador que en la percepción de una amenaza tiene la presencia de la pareja de uno. Concretamente, el experimento ha consistido en someter a un grupo de 16 mujeres casadas a pequeñas descargas eléctricas, midiendo en todo momento su respuesta neuronal mediante resonancia magnética funcional. Se comprobaron diferentes niveles de respuesta según el sujeto del experimento tuviera sujeta la mano de su pareja, la de un desconocido, o la de nadie. La respuesta al peligro -la descarga eléctrica en este caso- estaba más atenuada (se afrontaba mejor la amenaza) en el primer caso, y sólo ligeramente si era un desconocido quien ofrecía la mano. Curiosamente, se puedo constatar también una correlación en la intensidad de la respuesta neuronal con la “calidad” del matrimonio, estimada mediante cuestionarios psicológicos previos.

Los resultados del experimento no son contrarios a la intuición, pero indudablemente tiene valor científico el constatar una actividad neuronal diferencial en este ámbito. Y es que se demuestra una vez más que el matrimonio tiene mucho de química.

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El Juego del Ultimatum (o cómo la avaricia rompe el saco)

Publicado por Carlos en noviembre 11, 2006

Una de las situaciones más interesantes que pueden darse al analizar matemáticamente cualquier proceso en el que haya interacción y toma de decisiones por parte de actores humanos, es encontrar estrategias óptimas que sean en cierto modo contrarias a nuestra intuición. El área de la Teoría de Juegos abarca precisamente este tipo de análisis, y nos proporciona joyas matemáticas continuamente. Por ejemplo, en un triple duelo (trielo) en el que los participantes A,B y C tienen diferentes punterias pA < pB < pC, y juegan (disparan) en orden de menor a mayor punteria, la decisión más racional (asumiendo claro que un duelo a tres bandas es racional, y que todos los participantes también lo son) de A es disparar al aire y dejar que B y C se maten entre ellos (Jordi nos explica aquí por qué).

Una de las maneras más comunes de abordar el análisis de este tipo de situaciones es representarlo en lo que se conoce como forma normal. Para n jugadores, se construye una matriz n-dimensional, siendo el tamaño a lo largo de la dimensión i el número de jugadas por las que el jugador i puede optar. Cada posición de la matriz corresponde pues a una cierta combinación de jugadas por parte de todos los jugadores, y contiene la recompensa (o el castigo) que cada jugador recibe. Un ejemplo muy típico para dos jugadores es el dilema del preso. En general, si todos los jugadores han elegido una estrategia, y ninguno se beneficiaría cambiándola (asumiendo en cada caso que los demás la dejan fija), se ha alcanzado lo que se conoce como equilibrio de Nash. John Nash (el mismo de la película Una Mente Maravillosa) demostró que existen puntos de equilibrio para cualquier juego finito con cualquier número de jugadores.

Un problema interesante para el que el punto de equilibrio parece contrario a la intuición (o mejor dicho, a la conducta que desarrollaríamos en el mundo real) es el juego del ultimatum: tenemos M euros para repartir, y el jugador A le hace una propuesta al jugador B (X para mí, y M-X para ti”) que éste puede aceptar o rechazar. En el primer caso, el trato se cierra en los términos acordados; en el segundo caso, nadie gana nada. Si la unidad mínima de reparto es 1 euro, el punto de equilibrio de Nash para M=100 euros es 99 euros para A y 1 euro para B, oferta que este último aceptará ya que menos da una piedra. Pero, ¿aceptaríamos nosotros una oferta así? El cuerpo nos pide castigar de alguna manera a alguien tan egoista, incluso si perdemos algo nosotros tambien. ¿Hay alguna razón para esto? En el número de octubre de Investigación y Ciencia, y en el de junio de Matematicalia se ocupan de este asunto. Parece que una vez más el motivo de la discrepancia nos la da la confrontación de una solución estática con un sistema dinámico.

Siguiendo el modelo que A. Sánchez y J.A. Cuesta han propuesto en un artículo publicado en el Journal of Theoretical Biology, he realizado una simulaciones de un sistema en el que los individuos interaccionan de acuerdo al juego del ultimatum. Cada individuo tiene una estrategia expresada como el valor mínimo que está dispuesto a aceptar. Tras un número de tales interacciones, el individuo con menor capital es eliminado del sistema, y sustituido por una variante del individuo con mayor capital (modificando en una unidad arriba o abajo su umbral de aceptación; también cabe la posibilidad de que no se modifique). Si se toman promedios sobre un cierto número de simulaciones del sistema se obtiene lo siguiente: en las primeras fases de la evolución del sistema, el umbral de aceptación decrece desde valores medios del 50% a valores entre un 40% y un 30%. Podemos interpretar esto como una estrategia de supervivencia: si se pone el umbral muy alto no se consiguen ganancias, y la extinción es segura; pero tampoco se puede poner muy bajo, o las ganancias serán despreciables. Esto último tiene como efecto asociado que los individuos muy avariciosos tiendan a desaparecer, ya que no tienen a nadie de quien aprovecharse. Tan pronto como la población se homogeiniza con individuos cuyas estrategias permiten repartos más o menos razonables, comienza a emerger la cooperación, llegándose a un estado más o menos estable en el que el reparto es casi equitativo. Y es que es normal que el que parte se lleve la mejor parte, pero sin abusar.

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