Virus, si no puedes con el enemigo,asociate y luchar juntos contra las bacterias, el cancer...

La biotecnología del futuro está en los vírus

Determinadas proteínas víricas eliminan bacterias patógenas tras la implantación de prótesis

Investigadores de la Universidad de Panjab han empleado con éxito proteínas víricas para erradicar colonias de bacterias responsables de graves infecciones humanas. Esta estrategia biotecnológica reduce las infecciones y los rechazos en la implantación de biodispositivos médicos. Por Anabel Paramá.

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Imagen: Marko Kovacevic. Fuente: PhotoXpress.

Los biofilms son “comunidades” de microorganismos que se forman, gracias a los fenómenos de comunicación entre ellos (Quorum sensing ). Estas estructuras son las responsables de los fracasos en la implantación de dispositivos médicos, tales como articulaciones protésicas, válvulas cardíacas, implantes dentales y catéteres intravasculares, entre otros. De hecho pueden estar asociados a infecciones bacterianas y/o fúngicas en las zonas de inserción de los implantes. 

  

Actualmente, los científicos son muy conscientes de la importancia de evitar la comunicación bacteriana para evitar los graves problemas que nos generan estos pequeños organismos. Además, estas formaciones son las causantes, en muchas ocasiones, de la tan temida resistencia a antibióticos. 

  

Para eliminar los biofilms se ha recurrido al uso de bacteriófagos (los virus de las bacterias) como herramienta biotecnológica. De hecho, un grupo de investigadores de la Universidad de Panjab (India) mediante ensayos, demuestran el éxito de la administración secuencial del antibiótico minociclina seguida de la administración de enzimas víricas (endolisinas) producidas por el bacteriófago MR-10. Mediante este tratamiento logran atacar las bacterias que forman los biofilms en un corto período de tiempo. 

  

Además, su efectividad abarca desde los biofilms de reciente formación hasta aquellos que ya llevan un tiempo en desarrollo, en los que la fortaleza bacteriana a adquirido mayor potencia. 

  

Implantes en medicina 

  

En las últimas décadas se ha producido un aumento en el progreso biotecnológico relativo a los implantes de dispositivos médicos, empujado por la necesidad de mejorar la calidad de vida de personas que sufren ciertas dolencias crónicas sin solución médica. Esto ha motivado la búsqueda de biomateriales compatibles con el organismo humano y que puedan reemplazar diferentes partes del cuerpo, constituyendo auténticas “piezas de repuesto” que nos permiten seguir realizando una vida cotidiana normal. 

  

Sin embargo, la implantación de estos dispositivos, pueden traer consigo infecciones de gran importancia, difíciles de atajar, precisamente, por el hecho de que estas bacterias han generado importantes resistencias a los antibióticos actuales. 

  

La elevada resistencia de estas bacterias organizadas, hace que en muchas ocasiones, la única solución sea retirando el dispositivo. Esto implica que el paciente sea sometido a tratamientos muy prolongados con antibióticos, o incluso llegar a tener que someterse a nuevas intervenciones quirúrgicas para realizar la extracción de la prótesis y volvérsela a implantar. 

  

En este sentido, los bacteriófagos (virus específicos de bacterias) han surgido como candidatos de gran interés para eliminar este tipo de infecciones. Conozcamos un poco el mecanismo de funcionamiento entre ambos microorganismos.

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Bacteriófagos como herramientas biotecnológicas 

  

Los bacteriófagos, también denominados fagos son microorganismos ubicuos que pueden encontrarse en, prácticamente, cualquier ambiente en el que existan bacterias. Pueden o no matar las bacterias a las que infectan. 

  

Los fagos constituyen una herramienta enormemente atractiva para emplear en terapia humana. El tipo de alimentación que requieren, es decir, las bacterias, hace que sean compuestos totalmente inocuos para nosotros, pero, altamente eficaces para combatir infecciones que se están desarrollando en el interior de nuestro organismo 

  

¿Y cómo lo hacen? Para ello, algunos virus producen dos tipos de proteínas. Por un lado, producen las holinas, proteínas que lo que hacen es degradar la membrana bacteriana formando una serie de poros, con el propósito inicial de permitir la liberación de un segundo tipo de proteínas producidas por dichos virus, lasendolisinas. Estas últimas pasan a través de los poros generados para iniciar la destrucción de la bacteria. 

  

Pues bien, el trabajo al que hacemos referencia emplea, precisamente estas últimas proteínas, las endolisinas, extraídas concretamente de un fago denominado MR-10. El uso de las proteínas en lugar del fago completo, da mejores resultados y evita la formación de las tan temidas resistencias a los antibióticos, según explican los investigadores en la publicación que nos ocupa. 

  

Enzimas para combatir biofilms 

  

Mediante ensayos in vitro, la investigación liderada por el Dr Sanjay Chhibber, demuestra la eficacia de un tratamiento combinatorio constituido por una potente tetraciclina (la minociclina) seguida de la administración de las endolisinas víricas. Con esta técnica, han logrado erradicar el número de bacterias formadoras de biofilms que colonizan los dispositivos implantados. 

  

Concretamente, estamos hablando de Staphylococcus aureus, considerada como una de las cepas bacterianas más virulentas. Este tipo bacteriano secreta una gran diversidad de factores de virulencia asociados a la superficie celular, además, presentan diversos mecanismos de evasión de la respuesta inmune y produce importantes toxinas. Estas bacterias se asocian formando los biofilms que conforman una barrera de protección contra la respuesta inmunitaria del hospedador y un medio capaz de modificar la sensibilidad para los antibióticos. En definitiva, esta cepa bacteriana, constituye uno de los grupos bacterianos de mayor peligrosidad. 

  

Este trabajo revela el enorme potencial de las endolisinas de los fagos como potentes agentes antimicrobianos. Los investigadores los consideran como candidatos prometedores en la erradicación de biofilms gracias a su alta especificidad y a la elevada rapidez con la que eliminan dichas formaciones, tan difíciles de eliminar. 

  

Por tanto, según especulan los autores un tratamiento combinado de endolisinas y minociclina, puede erradicar eficazmente los biofilms formados por bacterias estafilococos resistentes a la metaciclina. 

  

Vulnerabilidad de los dispositivos médicos 

  

¿Y cómo se llegan a formar estos biofilms? Tras la implantación de dispositivos médicos en el cuerpo, se pueden originar infecciones que pueden llegar a convertirse en auténticas amenazas para la salud humana, ya que pueden diseminarse al resto del cuerpo. 

  

Entre las causantes de estos graves problemas de salud están las bacterias capaces de adherirse a los biomateriales con los que se fabrican los artefactos y una vez adheridas se multiplican rápidamente, originando microcolonias. 

  

Estas microcolonias están organizadas en una gran cantidad de capas, lo que les permite formar una auténtica red de microorganismos, constituyendo los denominados biofilms. En estas formaciones las bacterias están protegidas de la acción de los anticuerpos, del ataque de células fagocíticas y de la acción de los tratamientos con antibióticos, por lo que son mucho más resistentes. 

  

Una de las complicaciones más importantes que pueden surgir con estas infecciones, es que las microcolonias se vayan desprendiendo del biofilm y se dirijan hacia los capilares del organismo, donde pueden ocasionar la formación de émbolos desencadenando, entre otros, accidentes cerebrovasculares. 

  

La presencia de estas comunidades podemos encontrarlas en una gran cantidad de estructuras. Todos hemos observado el  material resbaladizo que recubre las piedras de los ríos, el suelo de las piscinas o el material mucoso que rodea a un jarrón en el que hemos tenido flores durante un tiempo. Este tipo de material son los biofilms a los que hacemos referencia y terminan formándose en multitud de estructuras. Pues bien, los biofilms, en nuestro organismo, son muy peligrosos. De ahí la importancia de este trabajo.

Rerefencia bibliográfica 

  

Shivani Chopra y col (2015). Potential of sequential treatment with minocycline and S. aureus specific phage lysin in eradication of MRSA biofilms: an in vitro study. Applied Microbiology and Biotechnology (2015). DOI: 10.1007/s00253-015-6460-1. 

Mas intentos para atraer interesados a las matematicas

En matemáticas, la teoría de la "parada óptima" ayuda a resolver el problema de cuándo detenerse en una acción particular para "maximizar" la recompensa o "minimizar" los costes. En el amor, la cuestión está en saber cuándo se presenta esa oportunidadque puede ser única en la vida y cazarla al vuelo... o dejarla escapar.

Matematicas y el amor. fuente el mundo

Hannah Fry, profesora del Análisis Espacial Avanzado en el University College de Londres (UCL) y enamorada de las Matemáticas toda su vida, ha decidido aplicar la teoría de la "parada óptima" a los asuntos del corazón y ha llegado a la conclusión de que la ventana del éxito en las relaciones se abre a partir del 37% (38% en su caso, cuando conoció a su marido, Phil).

Las matemáticas de amor daba título a la charla del Hannah Fry en TED http://www.ted.com/talks/hannah_fry_the_mathematics_of_love que ahora llega también en forma de libro, a tiempo para la fecha señalada. "¿Cuándo deberíamos sentar cabeza?", se pregunta la analista en el clímax de su apasionante opúsculo.

Con una sencilla ecuación en la que "P" es la mejor persona, "n" es el número de potenciales amantes y "r" es la cifra de amantes rechazados, Fry llega a la conclusión de que el listón se sitúa por encima de esa cifra crítica del 37%. De modo que si uno está destinado a elegir entre veinte potenciales compañeros o compañeras, debería rechazar en cualquier caso los ocho primeros o primeras.

La ecuación perfecta tiene sin embargo un obvio "desperfecto", reconoce con ironía la propia Fry.... "A menos que seas un miembro de la Casa Real Británica en el siglo XVI (la época de Enrique VIII) o que seas Hugh Hefner (el magnate de Playboy) y puedas esperar un número infinito de amantes, ninguno sabemos realmente con cuántas personas acabaremos acostándonos en la vida".

De modo que la matemática del amor sugiere que apliquemos la regla del 37% o la "parada óptima" al tiempo en que realmente deseamos ser "activos" en la búsqueda de una pareja estable... "Si alguien tiene su primera relación a los 15 años y aspira a echar el ancla a los cuarenta, lo mejor es que espere al menos hasta los 24 para comprometerse. Superado el listón del rechazo, cualquiera que venga después tiene más posibilidades de ser la persona que buscamos".

Emoción vs ecuación

Ahora bien, cabe la posibilidad remota y humana -no contemplada por ninguna fórmula- de que la "persona ideal" aparezca en nuestro radar precisamente antes de que se abra la ventana del 37%. En ese caso, reconoce Fry, corremos el riesgo de extender la "fase de rechazo" al resto de nuestra vida y envejecer esperando la ocasión que no acabará de llegar (y maldiciendo las Matemáticas hasta la tumba).

Con grandes dosis de humor, Hannah Fry -que hizo su doctorado sobre la dinámica de fluidos- reconoce que su libro tiene el objetivo inconfesable de contagiar al común de los mortales su amor por las ecuaciones y los algoritmos...

"Soy la primera en reconocer que el amor y las matemáticas no son precisamente dos aliados naturales. Sé que la emoción del romance no se puede reproducir en una simple sucesión de ecuaciones, pero espero al menos persuadir a la gente de que las matemáticas nos pueden ofrecer una nueva perspectiva en cuestiones del corazón".

¿Qué posibilidades tiene cualquiera de encontrar el amor? ¿Cómo culminar con éxito una noche de farra? ¿Cuál es el momento para comprometerse? ¿Cómo sabemos que durará? ¿Cuál es la mejor estrategia para las citas "online"? ¿Cómo sabemos si es mejor llamar o esperar a que llamen?

La parada óptima, el cálculo de probabilidades, la ecuación de Drake o la teoría de juegos son algunas de las áreas que Hannah Fry aplica con rigor y con humor al terreno resbaladizo de las relaciones personales. Aunque admite sus "lagunas" en el campo de la psicología, la autora de Las Matemáticas del amor se desmarca con tres estrategias infalibles que al parecen funcionan en cualquiera fase de cualquier relación: ser uno mismo (explotar lo que nos hace "diferentes" en vez de ocultarlo), ser proactivo (preguntar antes de que nos pregunten) y ser claro y honesto (la mejor garantía de una relación duradera).

Hannah Fry nos remite a los sorprendentes resultados del sitio webOkCupid , creada precisamente por el matemático Christian Rudder: "La belleza es importante, pero curiosamente la gente busca otros elementos que hacen a alguien atractivo o actractiva, y uno de ellos puede ser la autenticidad. La mujer más "solicitada" en OkCupid no es precisamente la más bella, sino la más "tatuada", precisamente porque no tiene nada o casi nada que ocultar".

Aficionada a la astronomía y la física, Hannah Fry nos cuenta la experiencia de su amigo el profesor Peter Backus, de la Universidad de Warwick , que se desmarcó hace tres años con un sonado artículo -¿Por qué no encuentro novia?- aplicando a su vida personal la fórmula de Drake para las estimaciones posibles de vida en La Vía Láctea.

Drake estima que pese a la multitud de planetas, la posibilidad real de contactar con otras civilizaciones en nuestra propia galaxia no llega a cien. De la misma manera, Backus calculó que tan sólo 26 mujeres británicas podrían encajar en su órbita y que lo más probable era que acabara soltero. Se casó el año pasado.

Farmaceuticas Charles Sawyers

Charles Sawyers ha salvado la vida a más de 100.000 personas. Empezó estudiando Historia en la Universidad de Princeton y, por fortuna para la humanidad, acabó pasándose a Medicina tras estudiar la historia de la ciencia. Sawyers, nacido en 1959 en Nashville, la Ciudad de la Música de EE UU, es uno de los padres del imatinib, un fármaco aprobado en 2001 que bloquea la proteína que ordena multiplicarse a las células cancerosas en varios tipos de leucemia. Fue uno de los primeros medicamentos inteligentes contra el cáncer y abrió el camino hacia tratamientos más específicos y menos sanguinarios. Por este logro, Sawyers no vio ni un euro más en su sueldo.

Hasta aquí, cualquiera estaría de acuerdo en que es un héroe. Pero Sawyers también es miembro desde 2013 de la junta directiva de Novartis, la farmacéutica suiza acusada por Médicos Sin Fronteras de intentar tumbar la Ley de Patentes de India, el país considerado la farmacia de los pobres por sus fábricas de medicamentos genéricos. La multinacional denunció en 2006 la legislación india con el fin de perpetuar el evergreening (“reverdecimiento”, en inglés), una turbia práctica de la industria que consiste en blindar sus monopolios sobre determinados fármacos cuando expiran sus patentes, mediante nuevas patentes basadas en mínimas modificaciones.

Portada de la revista 'Time' dedicada al imatinib en 2001.

Novartis intentaba patentar en India una nueva versión del imatinib, que supuestamente era mejor absorbida por el organismo, pero el Tribunal Supremo indio rechazó en 2013 la solicitud tras una batalla legal de siete años. Para la Justicia, el fármaco —que costaba 70.000 dólares por paciente al año en EE UU y menos de la vigésima parte en India— era demasiado similar a su anterior versión.

En Sawyers, director del Programa de Oncología Humana del Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York, se reflejan algunas de las contradicciones de la industria farmacéutica, a la vez heroína y villana. El médico pasó recientemente por Madrid para recoger el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA.

Pregunta. Novartis solicitó una patente del imatinib en India y el Gobierno indio la rechazó. ¿Qué piensa de ello?

Respuesta. Es un asunto complejo. Los pacientes con enfermedades devastadoras para las que existen fármacos que salvan vidas, como la leucemia mieloide crónica, deben tomar las medicinas. Sé que Novartis ha hecho esfuerzos para hacer llegar el fármaco a los que no se lo pueden permitir. Pero el sistema de patentes, en el ámbito internacional, ha sido una herramienta potente para que las empresas tengan muchos recursos para invertirlos y solucionar problemas de salud. La protección de la propiedad intelectual incentiva a invertir todo ese dinero en resolver problemas para poder seguir hacia delante. Creo que es importante hacer cumplir las normas, pero también que las empresas tengan la obligación ética de hacer llegar las medicinas a los que no se las puedan permitir.

P. Médicos Sin Fronteras sostiene que Novartis intenta perpetuar la práctica del evergreening para alargar los monopolios de los fármacos.

R. No conozco los detalles. Y debo dejar claro que ahora estoy en la junta directiva de Novartis. El evergreening consiste en alargar la vida de la patente. No sé si es bueno o malo. Entiendo que haya gente que piense que no es justo. Por otro lado, si el sistema legal lo permite, las empresas aprovecharán esas lagunas en la ley. Yo no pondría el foco en una sola compañía por hacer esto. Si es legal, todas las empresas van a hacerlo.

Hay que cambiar la forma de fijar el precio de los medicamentos"

P. En 2013, más de 100 especialistas en cáncer escribieron un artículo en la revista Blood denunciando que los precios del imatinib y otros nuevos fármacos son “inmorales”.

R. No soy un experto en los precios de los fármacos. EE UU tiene un sistema muy peculiar para fijar los precios de los fármacos. El principal comprador de fármacos es el Gobierno, a través del sistema Medicare, y por razones políticas el Gobierno no puede negociar con las farmacéuticas el precio de los fármacos, mientras que la mayor parte de los gobiernos de Europa y del resto del mundo sí pueden. Creo que es una cosa que hay que cambiar. Esa es una razón por la que el precio de un mismo fármaco puede ser tan distinto en diferentes países.

P. Usted, como padre del imatinib, ¿qué piensa de que cueste 70.000 euros por paciente al año?

R. No puedo tener una opinión, porque no conozco los matices del precio de los fármacos. Evidentemente, no cuesta tanto producirlo, ese coste es muy bajo. Pero necesitamos incentivos para que las empresas empleen sus recursos en solucionar problemas de salud. Si no tenemos estas promesas de beneficios, los accionistas no permitirán a las empresas llevar a cabo estas arriesgadas inversiones en investigación. Debemos encontrar un equilibrio entre un precio razonable y la incentivación de la innovación en las empresas.

P. Pero usted no trabajó por beneficios económicos.

R. No, yo no obtengo beneficios por el trabajo que hice con el imatinib.

P. Entonces, usted no necesitó ese incentivo para innovar.

R. Yo, personalmente, no. Pero este fármaco no habría sido posible sin la inversión que hizo Novartis. Invirtieron millones y millones de dólares en apoyar el descubrimiento del fármaco y en llevar a cabo todos los ensayos clínicos requeridos para mostrar su seguridad y eficacia. Novartis tuvo que hacer una inversión. Si no se permitiera que ganasen dinero con una exclusividad a través de las leyes de patentes, quizá hubieran decidido no hacer la inversión, no lo sé.

Sin promesas de beneficios, los accionistas no permitirán a las empresas llevar a cabo arriesgadas inversiones en investigación"

P. Médicos Sin Fronteras afirma que un creciente número de estudios muestra que mientras la protección de las patentes ha aumentado en los últimos 20 años, la tasa de innovación en nuevos fármacos ha caído, por culpa del evergreening.

R. No soy un experto en esto, pero en el mundo de la investigación del cáncer nunca hemos visto tantos nuevos fármacos como ahora.

P. Usted dice que si se pudiera tomar un año sabático, estudiaría biología estructural. ¿Por qué cree que es tan importante?

R. Cuando empezamos a trabajar con el imatinib, vimos que en algunos enfermos aparecían resistencias al tratamiento. Detectamos que los tumores de esos pacientes tenían mutaciones, presentes en localizaciones específicas de un gen, el ABL, que provocaban que el fármaco no funcionara. El fármaco no podía unirse a la proteína que codifica el gen para inhibirla. Era imposible de entender hasta que un científico experto en biología estructural vio cómo, en la estructura atómica, el imatinib se une a la proteína ABL. De repente entendimos lo que estaba pasando. Concebimos otro fármaco, el dasatinib, para evitar ese problema. Fue otro eureka. Pensamos “¡guau!”.

P. Además de imatinib y dasatinib, ¿qué otros fármacos ha ayudado a desarrollar?

R. En los últimos 10 años he trabajado en cáncer de próstata. Es una enfermedad completamente diferente, pero se aplica la misma estrategia: utilizar la genética y la genómica para saber qué hace que un cáncer de próstata crezca o se haga resistente a la terapia con hormonas que se ha empleado durante décadas. Esta estrategia nos llevó a descubrir otro fármaco, la enzalutamida. Está aprobado en EE UU y en Europa, y funciona extraordinariamente bien.

P. Usted sí recibe dinero de esta patente.

R. Sí, este caso es diferente al del imatinib. Descubrimos el fármaco en mi laboratorio [entonces en la Universidad de California en Los Ángeles]. La universidad protege el descubrimiento y licencia la patente a la compañía que vende el fármaco. Parte de los beneficios de las ventas del fármaco van a la universidad y la universidad da algo a los inventores. Tengo un conflicto de interés si promociono la enzalutamida.

P. ¿El dinero es para usted o para su laboratorio?

Animo a los pacientes a que no pierdan la esperanza y participen en ensayos clínicos"

R. Para mí. Algo también va al laboratorio, porque la universidad invierte en investigación en el departamento.

P. ¿Qué porcentaje gana?

R. Hay una política establecida. El 65% va para la universidad y el 35% va para los inventores, aproximadamente. Es mucho dinero, si las ventas van bien.

P. ¿Qué le diría a gente como el cofundador de Apple, Steve Jobs, que trata de combatir su cáncer con las llamadas medicinas alternativas?

R. Creo que los pacientes como Steve Jobs, que deciden combatir su cáncer con medicina alternativa, se podrían beneficiar de la participación en ensayos clínicos. Hay ensayos para la mayor parte de los tipos de cáncer. Pongo un ejemplo de cómo esto puede marcar la diferencia. Los pacientes de cáncer de pulmón tenían una sentencia de muerte hace cinco o seis años. Ahora hay subgrupos de pacientes de cáncer de pulmón que viven cinco años o más, tomando una sola pastilla al día con muy pocos efectos secundarios, porque participaron en un ensayo clínico que probaba este fármaco contra tumores con ciertas mutaciones genéticas. Y hay otra historia de cáncer de pulmón que quizá sea incluso más fascinante y está ocurriendo ahora: la inmunoterapia. Los pacientes cuyos tumores pulmonares están causados por el tabaco están viviendo remisiones completas con un anticuerpo y la infusión de un fármaco en vena una o dos veces en un mes. El cáncer desaparece completamente. Así que animo a los pacientes a no perder la esperanza y a participar en ensayos clínicos.

P. ¿Hay razones para tener esperanzas en el futuro del tratamiento del cáncer?

R. Por supuesto, yo soy extremadamente optimista, pero los avances no llegarán mañana ni el martes que viene. Es un problema muy complejo, con muchos desafíos. Pero si analizamos los progresos que hemos hecho en los últimos 10 años, veremos que nunca habíamos avanzado tan rápido. Yo animo a los jóvenes científicos a entrar en este campo. Y animo a los ciudadanos a que permanezcan atentos. Hace falta mucho compromiso político para financiar la investigación básica en áreas que hoy no podemos imaginar que sean importantes para el tratamiento del cáncer, como ocurrió con la biología estructural.

P. ¿Puede mencionar algún dato concreto para ser optimistas?

R. Los mencionados. Hace 10 años, el cáncer de pulmón era una sentencia de muerte. Ahora, si tienes la suerte de tener unos subtipos determinados, puedes recibir un tratamiento durante años y años con una pastilla al día sin efectos secundarios, como el erlotinib y muchos otros. Y, lo que quizá sea más emocionante, hay nuevos fármacos que activan el sistema inmune, la inmunoterapia, como los anticuerpos PD-1. Algunos pacientes con cáncer de pulmón reciben este tratamiento y el cáncer desaparece y no regresa jamás. Si me lo hubieran dicho hace 10 años, habría respondido: “¿Qué habéis fumado?”.

Amor y matemáticas E.Frenkel

Como explica el profesor Edward Frenkel (Kolomna, Rusia, 1968) en el prólogo de su libro Amor y Matemáticas (Ariel) “hay un mundo secreto ahí fuera. Un universo oculto, paralelo, de belleza y elegancia, intrincadamente conectado con el nuestro. Es el mundo de las matemáticas. Y a la mayoría de nosotros nos resulta invisible”.

Frenkel es uno de los mayores divulgadores de las matemáticas modernas, además de ser uno de sus más prolíficos investigadores. En su nuevo libro trata de acercar sus conocimientos al público general, que suele alejarse de las matemáticas como de la peste, pensando que nunca jamás entenderá nada de lo que puedan explicarle.

En su ensayo Frenkel no sólo demuestra que nuestro miedo a las matemáticas está injustificado, además nos invita a aprender ciertos conocimientos básicos que pueden ayudarnos en nuestro día a día; y no para ir a hacer la compra, si no para defender nuestros derechos como ciudadanos libres.

El profesor de la Universidad de Berkley ha contestado a las preguntas de El Confidencial. Y han bastado un puñado de preguntas para que el matemático nos convenza de acercarnos a su campo de estudio.

PREGUNTA. La mayoría de la gente piensa que las matemáticas sólo tienen que ver con los números. Pero como explicas en el libro no es cierto. ¿Con que tienen que ver entonces?

RESPUESTA. Sí, es una falacia común. La mayoría de nosotros sólo conocemos las matemáticas que hemos estudiado en la escuela, que son muy limitadas y obsoletas. De hecho, decir que las matemáticas sólo tienen que ver con los números es como decir que el arte es el estudio de la composición química de una pintura. Son mucho más que eso.

Como muestro en mi libro Amor y Matemáticas hay muchas áreas de las matemáticas que no se basan en los números. Por ejemplo, está la geometría, que estudia las formas en todas las dimensiones; está el estudio de la simetría, que tiene aplicaciones en muchas áreas de la ciencia, desde la ingeniería a la física cuántica. Está también el estudio del infinito. Piensa que todo número es finito, así que el infinito es por fuerza algo completamente distinto. Las matemáticas son un camino de acercarse al infinito. Y esa es su belleza.

Frenkel durante una de sus clases.

P. La de matemático es una de las profesiones con menos desempleo, pero la gente joven no se siente atraída por una disciplina que consideran demasiado compleja o aburrida. ¿Por qué cree que ocurre?

R. El principal problema es que en nuestras escuelas hoy en día no enseñamos a los alumnos de qué van en realidad las matemáticas ni para qué sirven, en vez de eso hacemos que memoricen procedimientos y cálculos que aparecen ante ellos desprovistos de cualquier significado. Matemáticas se convierte en una asignatura fría, aburrida, sin vida e irrelevante. Y lo que es peor, muchos de nosotros hemos sufrido experiencias traumáticas en nuestra clase de matemáticas de niños, como ser avergonzados por un profesor delante de toda la clase por haber dado una solución incorrecta. Estos recuerdos permanecen junto a nosotros incluso aunque no seamos conscientes de ello. Y esto crea miedo a las matemáticas.

Ahora hablemos de la materia que se imparte. ¿Sabías que la mayoría de las matemáticas que se estudian hoy en día en nuestras escuelas tienen más de 1.000 años? Por ejemplo, la formula para solucionar las ecuaciones de segundo grado estaba en un libro de al-Khwarizmi que se publicó en el año 830, y Euclides sentó las bases de su geometría en el año 300 a.C, hace 2.300 años. Si el mismo lapso de tiempo se diera en física o biología hoy no sabríamos nada del Sistema Solar, el átomo o el ADN. Especialmente en la actualidad, cuando las matemáticas están a nuestro alrededor todo el rato (piensa en los ordenadores, los móviles, los navegadores GPS, los videojuegos, los algoritmos de búsqueda…). Pero no estamos enseñando a nuestros hijos nada de esto y seguimos atiborrándoles con las mismas enseñanzas antiguas. No tiene ningún sentido.

La gente dice que tenemos que seguir estudiando las cosas antiguas y aburridas porque son necesarias para entender las nuevas y excitantes ideas. Pero puedo decirte una cosa como matemático profesional: eso no es cierto. No necesitas saber geometría euclidiana, la geometría de las líneas en un plano, para entender la geometría de una esfera, la geometría de los paralelos y los meridianos en un globo, que es curvo, no plano. Los estudiantes pueden captar esta geometría no euclidiana aún más rápido, ¡y es mucho más divertida! Y, de hecho, es más cercana a la realidad porque la Tierra es redonda y su superficie es esférica. ¡No es plana! Por desgracia en nuestras clases de matemáticas seguinos pensando que el mundo es plano.

P. La enseñanza de matemáticas en España deja bastante que desear. Los niños memorizan los procedimientos pero en la mayoría de los casos no tienen ni idea del funcionamiento de las operaciones. ¿Cómo deberíamos enseñar matemáticas?

R. Para empezar deberíamos abandonar esta obsesión por los exámenes y los test. Esto es parte de nuestra obsesión general por medirlo y calcularlo todo. Pero las cosas más importantes de la vida no se pueden medir.

Por supuesto, necesitamos exámenes en nuestras escuelas, pero lo que está ocurriendo hoy en día es que forzamos a los profesores a gastar gran parte de sus clases en preparar a los estudiantes para hacer exámenes. ¿Y cuál es la forma más obvia para preparles? La memorización. Así que, no sólo todo el mundo está estresado (profesores, estudiantes y padres), además los alumnos acaban memorizando fórmulas matemáticas y procedimientos sin comprender realmente nada. Las matemáticas entonces se convierten en un infierno y están deseando olvidarlo todo después del examen.

Lo que debemos hacer es presentar las matemáticas no como un conjunto de cálculos y procedimientos que se deben memorizar para superar un examen sino como lo que son realmente: un universo paralelo de belleza y elegancia, como el arte, la literatura o la música. Y debemos mostrar a los alumnos las conexiones entre las matemáticas y nuestra vida cotidiana, para que les motive estudiar.

Frenkel nació en la Unión Soviética pero ha desarrollado su carrera en EEUU. (Timothy Archibald)

P. En el prólogo del libro afirma que no hay libertad sin matemáticas, pero a su vez las matemáticas permiten establecer sistemas de control. La gente poderosa suele decir que las matemáticas nunca fallan, que son la verdad absoluta. ¿No cree que un mundo dominado por completo por las matemáticas dejaría de ser libre?

R. Cuando digo que sin matemáticas no hay libertad quiero decir que si somos unos ignorantes de las matemáticas no podemos ser libres, porque entonces estamos dando el poder a una pequeña élite, que es la que conoce y usa las matemáticas. Y las consecuencias de esto pueden ser perjudiciales. Las matemáticas son muy poderosas, pero ese poder puede no usarse para el bien, sino para el mal.

En la crisis económica global, por ejemplo, la élite usó modelos matemáticos inadecuados para generar enormes beneficios engañado al resto de la gente (y a veces también a ellos mismos).

La actitud prevalente en la sociedad actual es 'odio las matemáticas. Son demasiado difíciles y no voy a entenderlas'

No estoy diciendo que todos necesitemos aprender complicados detalles sobre las matemáticas. Estoy hablando de un conocimiento general, un sentido de qué es la matemática y cómo se usa. Esto es muy importante en este “mundo feliz” en el que vivimos. Si somos unos ignorantes de las matemáticas, estamos a merced de la manipulación.

Alguien con un conocimiento rutinario de la estadística matemática no invertiría jamás en una estructural piramidal cuestionable (como la que Madoff tiene montada en Estados Unidos) sabiendo que el porcentaje de beneficios ha sido el mismo año tras año. Desafortunadamente, la actitud prevalente en la sociedad actual es “odio las matemáticas. Son demasiado difíciles y no voy a entenderlas”. Y las compañías de finanzas siguen aprovechándose de esto.

Otro ejemplo es la manipulación de las estadísticas económicas, que explico en detalle en un artículo en Slate. En 1996, una comisión nombrada por el gobierno de EEUU se reunió en secreto y alteró la formula para calcular el IPC, la medida de la inflación que determina los tramos impositivos y los beneficios sociales de millones de americanos. Pero apenas hubo una discusión pública sobre la nueva fórmula y sus consecuencias. ¿Por qué? Porque la gente tenía miedo de hablar sobre matemáticas. Tenían miedo de no entender las cosas y sentirse estúpidos. Así que se escondieron. Le dieron al gobierno la potestad de usar las fórmulas matemáticas como le viniera en gana. Tenemos que ser conscientes de las consecuencias que tienen nuestra ignorancia de las matemáticas.

Vídeo: Frenkel habla sobre la Inteligencia Artificial en el Festival de Ideas de Aspen (en inglés).

P. Hoy en día muchos negocios dependen de algoritmos matemáticos, pero la mayoría de la gente no los entiende. ¿Por qué deberíamos fiarnos de ellos?

R. No debemos fiarnos de esos algoritmos, ni tampoco de las compañías que los están utilizando. Mira, por ejemplo, las recomendaciones con las que nos bombardean a diario cuando compramos productos online, como los libros de Amazon. Por supuesto, esto puede ser útil. De esta manera he conocido libros de los que no había oído hablar y que realmente he disfrutado. Pero la otra cara de esto es que si seguimos ciegamente estas recomendaciones sin entender cómo funcionan, empezaremos a engañarnos a nosotros mismos.

La realidad es que estas recomendaciones son generadas por algoritmos matemáticos que relacionan nuestros datos (por ejemplo, qué libros compramos o cuáles nos gustan) con los de otra gente. Pero estos algoritmos pueden ser manipulados con facilidad o ser defectuosos. En teoría, puede haber un interés financiero o político que nos guiará a elegir determinados libros. No creo que esto este ocurriendo ahora mismo, pero debemos ser conscientes de que es algo que podría ocurrir.

El desarrollo de la IA que es crucial para el futuro de la Humanidad, se pone en manos de Kurzweil y no hay prácticamente ninguna supervisión

Más peligroso aún, en mi opinión, es lo que está pasando con el desarrollo de la Inteligencia Artificial (IA). Para ser claros, estoy hablando de la Inteligencia Artificial General, la idea de que podemos construir robots con el mismo nivel de inteligencia que los humanos. Algunas personas, como Ray Kurzweil, hablan seriamente de la posibilidad de conectar nuestros cerebros a la nube en 20 años, en 2035, lo que permitiría transferir nuestras mentes a los ordenadores en 2045 (lo que el llama “singularidad tecnológica”). Lo que esto significa es que él, y otros como él, creen que los humanos no somos más que máquinas, y lo único que necesitamos es actualizar nuestro hardware y software.

Estas ideas son insensatas y muy peligrosas y, además, contradicen a la ciencia moderna, como expliqué recientemente en mi discurso en el Festival de Ideas de Aspen. Pero ¿adivina qué? En 2012 Kurzweil fue contratado en Google como director de ingeniería, al cargo del desarrollo de investigación de la IA. Y Google es la mayor compañía de tecnología de la información del mundo, que ha comprado todas las empresas de IA y robótica que ha podido. Recientemente ha pagado casi mil millones de dólares por dos start-ups que trabajan la IA, Deep Mind y Magi Leap.

Hace un año y medio, Google anunció la creación de un “comité de ética” para resolver cuestiones relacionadas con la IA. Bien, busqué en Google “comité de ética de Google” y no encontré ninguna información al respecto. En otras palabras, el desarrollo de la IA que es crucial para el futuro de la Humanidad, se pone en manos de Kurzweil, y no hay prácticamente ninguna supervisión. ¿Realmente queremos permitir que esto suceda? Es hora de que despertemos.

P. Cada vez es más común escuchar que todas las facetas de nuestra vida se pueden explicar mediante números. ¿Hay algún campo del conocimiento para el que las matemáticas no tenga nada que decir?

R. No creo que las matemáticas puedan explicarlo todo. Por ejemplo, las matemáticas no pueden explicar el amor. Es por ello que mi libro se llama “Amor y Matemáticas”. Son los dos pilares de la Humanidad, y ninguno puede reemplazar al otro. Necesitamos ambos.

1895: Nace Richard Buckminster Fuller, ingeniero e inventor estadounidense

AmpliarLUIS DEMANO / SINC

Ingeniero, diseñador e inventor, el estadounidense Richard Buckminster Fuller (1895-1983) dedicó su vida a tratar de responder a la pregunta “¿Tiene la humanidad una posibilidad de sobrevivir final y exitosamente en el planeta Tierra y, sí es así, cómo?”. Para ello acuñó varios conceptos que hoy se utilizan asiduamente, como ‘sinergia’, impulsó una filosofía consistente en ‘hacer más con menos’ y apostó decididamente por las energías renovables y la conservación del medioambiente.

Buckminster fue uno de los primeros activistas medioambientales. Era muy consciente de lo limitado de los recursos que el planeta tenía para ofrecer y abogaba por un principio que llamó «efemeralización» —que, en esencia, de acuerdo con el futurista y discípulo de Fuller Stewart Brand, Fuller acuñó para significar «hacer más con menos».^[2] Recursos y material de desecho podían reciclarse para crear productos valiosos, incrementando la eficiencia del proceso completo. Fuller introdujo también la palabra synergetics, un lenguaje metafórico para comunicar experiencias usando conceptos geométricos mucho antes de que el término sinergia se hiciese popular.

Fuller fue uno de los primeros en explorar los principios de la eficiencia energética y la eficiencia de materiales en los campos de la arquitectura, la ingeniería y el diseño.^[3] [4] Citó el punto de vista de François de Chardenedes de que el consumo de petróleo dispara nuestro «presupuesto» energético si se considera energía solar almacenada. Declaró que el petróleo le costaba a la naturaleza «más de un millón de dólares» por galón ($300,000/L). Desde este punto de vista, su uso en transporte por las personas que acuden al trabajo representa una pérdida neta enorme comparado con lo que se obtiene.^[5]

Fuller estaba preocupado por la sostenibilidad y por la supervivencia humana en el sistema socioeconómico actual, aunque era optimista acerca del futuro de la humanidad. Definía la riqueza en términos de conocimiento como la «capacidad tecnológica de proteger, criar, apoyar y acomodar todas las necesidades de la vida», su análisis de la condición de lo que él denominaba «Nave Espacial Tierra» le llevó a concluir que en un punto en la década del '70 la humanidad había cruzado un hito sin precedentes. Estaba convencido de que la acumulación de conocimiento relevante, combinada con la cantidad de recursos reciclables que habían sido extraídos de la tierra habían alcanzado un nivel crítico tal que la competencia por la satisfacción de las necesidades no era ya necesaria. Y que la cooperación había pasado a ser la estrategia óptima de supervivencia humana. El «egoísmo», dijo, «es innecesario e irracionalizable...la guerra es obsoleta...»