Els bons del Tresor americà rendeixen un 75% més que fa uns mesos

Com sabeu,  la Fed (el banc central dels E.U.A.) ha començat a frenar la compra mensual de bons del Tresor que han ajudat a estimular l’economia i a evitar que la Gran Recessió es convertís en la Gran Depressió. Es un procés anomenat Quantitative Easing.  El govern americà, igual que l’espanyol i els altres governs, emet diferents tipus de productes financers anomenats bills els de més curt termini, notes que poden ser a 2,3,5 i 10 anys i bonds a 30 anys, encara que sovint s’engloben tots amb el nom de bons.  Tots aquest productes són necessaris per a finançar el deute americà.  El que és a 10 anys és el més representatiu. L’interès que es paga per aquesta note  ha crescut un 75% entre maig i desembre d’aquest any i ara està al voltant del 3%.  El fet de que la Fed disminueixi la compra  (el famós “tapering”, taper = disminuir gradualment) fa que ara el govern americà hagi d’incentivar als inversors privats que, en èpoques de crisi busquen refugi en aquest tipus de productes considerats lliures de risc (?), però amb la crescuda de la borsa en el 2013 i el cert optimisme que generen les perspectives de recuperació econòmica  els inversors busquen alternatives més interessants,  encara que amb més risc.

Això impacte en els crèdits hipotecaris i, per tant, farà una mica més difícil la compra de cases als E.U.A i, en aquest sentit,  alentirà el creixement.  És evident, per tant, que si l’estat necessita molts diners això farà pujar els interessos i impactarà en l’economia.  Es important notar, però que els interessos reals dels bons del Tresor afecten només les hipoteques amb interès fix. Per exemple el bo a 10 anys afecta les noves hipoteques a interès fix de 15 anys i el bo de 30 anys les de 30. En canvi, les hipoteques amb interès variable estan afectades per l’interès que fixa la Fed (o el Banc Central Europeu en el cas d’Europa).  Aquesta taxa afecta el LIBOR que és l’interès al que es presten els bancs entre ells per a préstecs a curt termini.  I també afecta el que s’anomena la “prime rate” és a dir el tipus d’interès al que presten els bancs als seus clients més solvents.

Els bons es venen en subhastes. El Tresor fixa el valor nominal i la taxa d’interès. Si hi ha poca demanda el valor del bon baixa, amb la qual cosa l’interès real o rendiment (yield en anglès) puja,  ja que l’estat continuarà pagant la taxa d’interès sobre el nominal. Si hi ha molta demanda, succeeix al revés i el valor del bon puja, per la qual cosa l’interès real baixa.  El valor del bons canvia cada dia, ja que es venen en el mercat lliure i els tenedors no solen conservar-los fins al final.

El dia 1 de juny del 2012 l’interès real del bo a 10 anys del Tresor americà va arribar a 1,442, el més baix en 200 anys. Quin va ser el motiu?  Els inversors van buscar un valor refugi perquè l’informe sobre l’atur va ser pitjor de l’esperat i Europa estava en una crisi important.  El Dow Jones va baixar 275 punts aquell dia.  Endemés, l’or que va ser valor refugi en el 2011 estava de baixa degut al menor creixement de Xina i altres mercats emergents. Els inversors no havien recuperat al confiança en la borsa americana des del crash del 2008 i,  endemés,  els problemes polítics en el Congrés donaven peu a témer “l’abisme fiscal”. A sobre hi havia la incertesa de les eleccions presidencials. Per tant,  van ser un cúmul de circumstàncies que pot ser no es repeteixin en molts anys.

Ordinadors que aprenen dels seus errors

L’any vinent (2014) Qualcomm comercialitzarà un nou tipus de xip anomenat neuromòrfic i que imita el funcionament del cervell humà.  Grans empreses tecnològiques ja usen ordinadors basats en aquesta arquitectura que permet automatitzar tasques que fins ara requerien un programació feixuga com que un robot mogui el seu braç de forma suau i eficient.  Aquest nou processador permet als ordinadors aprendre dels seus errors i modificar el seu programa a mesura que van experimentant en la tasca que se’ls ha encomanat.

 Google, per exemple, l’ha usat en la identificació de imatges. Va mostrar 10 milions d’imatges a un ordinador basat en aquesta arquitectura i l’ordinador ha estat capaç de identificar imatges de gats desprès d’aquest entrenament.  Google ja ha ofert aquest sistema, basat en xarxes neuronals,  a clients per ajudar-los a trobar fotos específiques. Es preveu que aquest nou tipus d’ordinadors millorin molt en aquelles tasques que són relativament fàcils pels éssers humans, però molt difícils pels ordinadors actuals com és el reconeixement facial o del llenguatge parlat.

 Aquests nous sistemes van evolucionant a mesura que coneixem millor el funcionament del cervell. IBM ja ha construït una simulació de deu mil milions de neurones (aproximadament un 10% del cervell humà), però funciona a una velocitat 1.500 vegades inferior a la del cervell humà i endemés necessita una potència de uns quants megawatt, mentre que la totalitat del cervell només n’usa 20 watt (de fet el cos humà també és molt eficient ja que usa una potència igual que una bombeta de 100 watt).

Les conseqüències del bipedisme

                   

                                                                             La vall del Rift

 

Encara no se sap ben bé com va emergir el bipedisme que va conduir a la separació entre el llinatge humà i els grans simis. Una teoria força admesa és la del  primatòleg holandès Adriaan Kortlandt i l’antropòleg francès Yves Coppens. Segons ells, fa uns vuit milions d’anys un moviment de plaques tectòniques va donar lloc a la Vall del Rift  (rift=fractura)i els seus pics en el seu costat esquerra que van separar l’Àfrica de l’Est de la resta d’Àfrica. El clima i la vegetació de l’Àfrica de l’Est van canviar substancialment i el bosc tropical es va transformar en una sabana. Els nostres avantpassats es van haver de buscar la vida lluny dels arbres.  Com a prova d’aquesta teoria està el fet que la majoria de fòssils dels hominins (nota 1)antics venen  d’aquesta part.

 

El bipedisme no és, però, una solució que no comporti un preu. Provoca mal d’esquena i hemorroides.  La columna vertebral s’ha de realinear i la pelvis es fa més estreta, la qual cosa restringeix l’amplada del canal pelvià i això condueix a parts més arriscats i dolorosos (recordeu la Bíblia quan Déu li diu a Eva: “ Pariràs amb dolor”, ja veieu que no va ser a causa del pecat original sinó de l’evolució).   Això també va portar a que el creixement del crani i del cervell en els humans es fes en bona part en el període post natal, però això va tenir una conseqüència a positiva que és que l’impacte cultural i social va ajudar a configurar el cervell de l’infant en aquesta etapa post part.

Un esdeveniment tectònic va portar a una improvisació de disseny del qual tots en patim a partir d’una certa edat i les dones més al parir, però això ens va fer humans. Un dels grans avantatges del bipedisme és que allibera les mans per a portar coses i obre noves oportunitats per a defensar-se dels predadors i facilitar la caça amb la fabricació d’armes.  Podem alimentar-nos de més proteïna i això ajuda al desenvolupament del cervell.  Al principi menjaven carn ja morta, però podíem arribar a la que deixaven els predadors abans que altres carronyers gràcies a altres avantatges del bipedisme com són una millor resistència a la calor (reducció de la superfície de la pell exposada al sol tropical) i una millor visió,  ja que els ulls estan en una posició més elevada.

Nota 1: la branca evolutiva dels hominins és la que es va separar desprès del darrer avantpassat comú de l’home i el ximpanzé.

Podrem manipular els arbres genèticament per a que il·luminin els nostres carrers?

 

 

 

Aquesta foto del japonès Takaaki Ishikawa il·lustra la llum generada per les cuques de llum en un bosc de Nagoya. Les cuques de llum transformen l’energia que capten en llum amb una eficiència del 95% i només perden un 5% en forma de calor, superant a les làmpades LED més eficients.  Ara els científics volen transferir el gen de la bioluminiscència que produeix la llum d’aquestes cuques als arbres. Si s’aconsegueix, pot ser en un dia no molt llunyà els propis arbres dels carrers els il·luminaran durant la nit creant, endemés, un decorat artístic similar al que veiem per Nadal.

 

 

Cap a la vida sintètica

Podríem començar per una breu recapitulació d’algunes de les fites més importants de la biologia en el segle XX:

-En el 1943 Erwin Schrödinger, premi Nobel de física (1933), pronuncia la  sèrie de tres conferències seminals “Què és la vida?” en el Trinity College de Dublin, amb assistència del primer ministre d’Irlanda,  on ofereix noves idees de com la informació hereditària pot estar codificada en una estructura química en les cèl·lules.  Les conferències tenen tan èxit que les ha de repetir.  En el 1944 publica el llibre del mateix títol que inspira a Crick i Watson nou anys més tard.

-En el 1949 Sanger determina la seqüència d’aminoàcids de la primera proteïna, la insulina. Rep el premi Nobel en el 1958.

-En el 1953 Watson i Crick, amb l’ajuda de Rosalind Franklin i Maurice Wilkins, descobreixen la estructura del DNA que és la molècula que conté la informació genética contrariament al que es creia fins aquell moment, ja que els biòlegs pensaven que aquesta informació la contenien les proteïnes. Reben, conjuntament amb Wilkins, el premi Nobel en el 1962.

-En el 1961 Khorana i Nirenberg descobreixen el codi genètic que determina l’estructura lineal de les proteïnes a partir de l’estructura lineal del DNA. Més tard, en el 1965,  Holley descobreix l’estructura del tRNA (el de transferència), que transporta els aminoàcids als ribosomes, les fàbriques de les proteïnes.  Els tres van rebre el premi Nobel en 1968.

-En el 1970 Ham Smith descobreix els primers enzims de restricció, una mena de tisores moleculars que tallen de forma precisa el DNA.  Rep el premi Nobel en el 1978 conjuntament amb Arber i Nathans.

-En la dècada dels 70 Cohen , Boyer i Berg usen els enzims de restricció i publiquen els primers articles sobre el DNA recombinant, és a dir, una molècula artificial combinació de fragments d’ADN de diverses espècies. Cohen i Boyer obtenen una patent pel seu treball i Genentech i Eli Lilly l’usen per a produir insulina humana, el primer fàrmac recombinant.

-En el 1976 Fiers seqüencia el primer genoma viral (un RNA virus). Una mica més tard, en el 1977,  Sanger seqüencia el primer DNA virus, el Phi X 174.  

 

                                                                  

                                                                                               El virus Phi X 174

 

 

-En el 1983  Mullis desenvolupa la tècnica de la reacció en cadena de la polimerasa que s’usa per amplificar una mostra de DNA generant milers o milions de còpies de la mostra o mostres.  Es una tècnica essencial per a diverses aplicacions com és l’anàlisi funcional dels gens o per identificar els criminals en proves forenses i per esbrinar la paternitat a partir del DNA.  Premi Nobel en el 1993.

-En el 1990 s’inicia el projecte del genoma humà.

-En el 1995 Craig Venter i el seu equip seqüencien el primer genoma d’un ésser viu, Haemophilus influenzae. Tenia 1,8 milions de lletres, és a dir unes 300 vegades més que el virus Phi X 174 (els virus no es consideren éssers vius). També van seqüenciar el genoma del Mycoplasma genitalium.

I ara entrem ja en el segle XXI:

-En el 2003 es completa la seqüenciació del genoma humà amb més de 3.000 milions de parelles de bases (o lletres del codi). En el 2000 s’havia ja anunciat la obtenció d’un esborrany amb la participació de Clinton i Blair.  Hi van intervenir dos equips, un finançat pel govern americà i dirigit inicialment per James Watson,  i un altre constituït per l’empresa Celera fundada per Craig Venter.  Es va tardar més de 10 anys en seqüenciar el primer genoma humà. Avui es pot fer en unes dues hores.

-En el 2003 Craig Venter i el seu equip sintetitzen el virus Phi X 174.

-En el 2007 Craig Venter i el seu equip sintetitzen el primer genoma d’un ésser viu, el bacteri Mycoplasma genitalium, el genoma més senzill  que es coneix d’una cèl·lula capaç de reproduir-se per ella mateixa, però que, amb 582.970 parells de bases,  era 20 vegades més gran que qualsevol altre genoma que s’havia sintetitzat abans (genomes de virus, no considerats éssers vius perquè necessiten introduir-se en altres cèl·lules per a reproduir-se).  El genoma sintètic conté un missatge en codi que es tradueix per “ Venter Institute”  i  “Synthetic Genomics”  i els noms dels científics que han col·laborat en el projecte com a prova de que és sintètic. El codi usa tres bases de les habituals (Adenina, Citosina, Guanina i Timina) per codificar cada lletra de l’alfabet.

-En el 2007 Craig Venter i el seu equip seleccionen  el genoma del Mycoplasma mycoides en lloc del Mycoplasma genitalium per a ser transplantat a una altra espècie receptora,  el Mycoplasma capricolum, degut a que el M. mycoides creix més ràpidament en el laboratori que el M. genitalium, encara que el genoma del M. mycoides és el doble de gran que el del M. genitalium. Per a que entenguem la distància genètica entre les dues espècies, la donant i la receptora, aquesta es comparable a la que hi ha entre els ratolins i l’home (un 10% de diferència). Realitzen el transplantament.

-En el 2010, Craig Venter i el seu equip publiquen que han seqüenciat el genoma del M. mycoides, que l’han sintetitzat amb una màquina a partir del codi genètic digitalitzat en un ordinador usant les 4 bases del codi genètic i altres composts químics i que l’han transferit a cèl·lules de M. capricolum i que, al dividir-se aquestes,  han obtingut noves cèl·lules que només tenen el nou genoma sintètic on han introduït unes “marques a l’aigua” per a provar que el nou genoma és totalment sintètic. Aquestes marques  incloïen, endemés del nom  de l’institut Craig Venter i dels científics involucrats en el projecte, frases de James Joyce i del premi Nobel de física Richard Feynman (“Allò que no puc construir, no ho puc entendre”, encara que la frase correcta era “Allò que no puc crear, no ho puc entendre”).  Aquestes frases estaven codificades amb un codi basat en les lletres que representen les 4 bases Adenina, Citosina, Guanina i Timina  i que permet representar tots els caràcters de la llengua anglesa incloent les xifres i els signes de puntuació. A les noves cèl·lules no hi havia cap proteïna de M. capricolum, és a dir, el genoma transplantat havia fabricat les seves pròpies proteïnes. Endemés, per ser la primera espècie que havia tingut com  a pare un ordinador van posar l’adreça d’internet de l’ordinador. Es pot dir que aquest conjunt d’experiments acaben per donar el cop mortal a la teoria del vitalisme, és a dir l’existència d’algun tipus de “élan vital” que diferencia els éssers vius del món inanimat.  La vida és química, això sí, química molt complexa.  Com veieu, sintetitzar és el contrari de seqüenciar.  Al seqüenciar convertim el codi del DNA en codi digital i al sintetitzar partim de codi digital i el convertim en DNA.

-En el 2011 s’obté la estructura atòmica del ribosoma d’una cèl·lula eucariòtica, el llevat Saccharomyces cerevisiae                                                                                                                                                    

En conclusió: el DNA és el software de la  vida, el que dona les instruccions per a sintetitzar les proteïnes i les proteïnes són els seus robots, les que realitzen les tasques a les cèl·lules.  La estructura lineal del DNA determina la estructura lineal de les proteïnes, aquesta determina com es pleguen en una estructura tridimensional i aquesta última determina la funció de la proteïna.

Encara que no es pot dir que s’hagi sintetitzat vida en el laboratori, perquè s’han usat cèl·lules receptores, pot ser no estem gaire lluny d’assolir-ho.   Ja s’ha modelitzat matemàticament totes les funcions d’una cèl·lula en un ordinador i com ha demostrat Craig Venter i el seu equip, partint del codi genètic digitalitzat en un ordinador podem sintetitzar un genoma i posar-lo en una cèl·lula receptora on gestionarà la  fabricació de les proteïnes  pròpies de l’ espècie definida pel genoma. Per tant, els científics ja es poden enviar els uns als altres codi digital en lloc dels gens físics. Aquesta nova forma d’actuar ja s’ha fet servir quan el mes de febrer es va detectar un nou virus de la grip a Xina, el H7N9. Els científics xinesos van seqüenciar el virus i van fer el seu genoma públic. En poc dies, l’equip de Venter a Synthetic Genomics havien sintetitzat els seus dos gens més importants i els van usar per a fer una vacuna sense haver d’esperar que el virus arribés de Xina. Craig Venter està desenvolupant un sintetitzador que posarà a la venda el proper any.  Aquesta reacció més ràpida seria essencial si el nou virus aparegués en una futura colònia espacial, suposant que el virus estigués basat en DNA, clar.

Per a més detalls de tots aquest progressos llegiu “Life at the Speed of Light: from the Double Helix to the Dawn of Digital Life” de Craig Venter.

 

 

 

Estem sols a l'univers?

En un treball recent un grup d’astrònoms ha anunciat que la nostra galàxia podria tenir uns 40.000 milions de planetes habitables. Una de cada cinc estrelles similars al Sol tindria un planeta d’una grandària similar a la Terra a la zona on la temperatura mantindria l’aigua líquida.  El planeta més proper d’aquests podria estar a tan sols 12 anys-llum.  De totes formes és important dir que no se sap si la majoria d’aquests planetes serien rocosos, gasosos o boles de gel i que siguin habitables no vol dir que s’hi pugui produir fàcilment vida.

En els anys 60 la opinió prevalent dels científics (Monod n’és un exemple) era que la vida era un fenomen altament improbable. Avui en dia la opinió majoritària és la contrària, en part perquè s’ha descobert vida microbiana en els llocs més exòtics del planeta i en les condicions més extremes i també pel fet que la vida va sorgir bastant aviat desprès de que es donessin les condicions mínimes per la seva existència.  Però tota la vida coneguda està basada en l’ ADN i tots els éssers vius coneguts descendeixen d’un avantpassat comú.   Per tant, només tenim un exemple de vida. Pot ser més endavant, amb potents telescopis, podrem esbrinar si existeixen senyals de vida en els exoplanetes descoberts, investigant la seva atmosfera.  Però, tenim més propera un possible sorpresa: descobrir vida aliena en el planeta que més s’assembla a la Terra: la mateixa Terra.

Malgrat els grans progressos que s’han fet en l’estudi dels mecanismes químics de la vida, encara no tenim una visió clara de com la vida pot haver emergit a la Terra i si ho ha fet una o diverses vegades. Pot ser es va originar fruit d’una cadena de remotes possibilitats i , en aquest cas, pot ser, malgrat que existeixin tants possibles habitacles en només la nostra galàxia, pot ser estem sols en l’univers. Endemés, hem de tenir en compte que encara que la vida microbiana no va tardar molt a aparèixer a la Terra (en termes còsmics), l’aparició de la intel·ligència humana s’ha fet esperar uns 4.000 milions d’anys. Penseu que si no hagués estat pel meteorit que va eliminar els dinosaures fa 65 milions d’anys no seriem aquí.

Si, en canvi,  existeix un principi que, partint de materials inorgànics,  forma estructures complexes que donen lloc a la vida, la vida seria un fenomen més freqüent. Malgrat esforços i avenços recents, no s’ha trobat encara aquest principi.  Si existís, segurament la vida a la Terra s’hagués originat més d’una vegada i això ens ofereix la oportunitat de buscar aquests organismes entre els milions que encara ens són desconeguts. També podria passar que la forma de vida que coneixem hagués competit amb altres i les hagués eliminat. No fa molts milers d’anys convivien diverses espècies humanes a la Terra. Ara només en tenim una: l’homo sapiens sapiens.

La conclusió és que aquesta pregunta fonamental encara no té una resposta. Cal seguir investigant, tant a la Terra com a l’espai.

De les megatones als megawatts

Quan la Unió soviètica es va desfer el món es va afrontar a un gran perill. Les armes nuclears disperses en les repúbliques ex-soviètiques podien caure en males mans.  El físic del MIT Thomas Neff va proposar en una editorial del New York Times que els E.U.A. compressin l’urani enriquit d’aquestes armes i els transformessin en urani útil per les seves centrals nuclears. Una arma nuclear típica contenia urani per valor de uns 200.000 dòlars. Deu mil armes nuclears que pesaven un total de 200 tones equivalien a 2.000 milions de dòlars.

Bé doncs,  els E.U.A. han importat 16.000 armes nuclears, les han desmantellat i han transformat l’urani enriquit en urani menys pur per a usar-lo en les seves centrals i això ha proporcionat la energia per a produir el 10% de l’ electricitat generada als E.U.A.  Per a que ens entenguem, aquesta energia seria suficient per donar electricitat a la ciutat de Boston durant 730 anys.  La indústria nuclear ha contribuït més a retirar armes nuclears del món que totes les manifestacions en contra de les armes nuclears. 

 

 

 

 

Conseqüència de tot això és la caiguda del preu del mineral d’urani de 90 dòlars la lliure a començament del 2008 a 36 dòlars el 18 de novembre d’aquest any.  Ara, amb l’arribada del darrer carregament d’armes als E.U.A. pot ser és un bon moment per a invertir en mines d’urani.

 

Nous cervells experimentals ens ajudaran a descobrir l'estructura de la xarxa neuronal del cervell humà

Per estudiar amb detall el cervell humà ens cal començar amb models més senzills com el cervell dels ratolins, ja que no podem posar el cervell de persones vives sota el microscopi . El cervell dels ratolins és molt útil per a observar com es formen noves connexions, però això té les seves limitacions.  Avui dia podem manipular cèl·lules mare humanes de manera que es formi en un recipient el precursor d’un cervell que tingui algunes característiques humanes.  Els avenços en cèl·lules mare han estat tals en els darrers anys que alguns grups en el Japó han obtingut un òrgan que sembla com un ull i un altre grup a Àustria ha aconseguit que les cèl·lules mare s’organitzin en forma d’un mini cervell en les seves primeres fases de desenvolupament i això és un millor model del cervell per a ésser estudiat en el laboratori.  Ara cal veure si aquests mini cervells es poden fer créixer fins el punt que puguem estudiar la seva activitat elèctrica. Això ens permetrà, entre altres coses, estudiar el mecanisme de certes malalties. L’autisme, per exemple, és un desordre d’aquesta activitat elèctrica.

Ara, alguns investigadors estan intentant posar cèl·lules humanes en cervells de ratolins i fent que es desenvolupin en aquest entorn i veure com es connecten.  Aquestes tècniques ens ajudaran a entendre la funció dels gens que regulen el desenvolupament del cervell humà, però que actuen diferent de com ho fan en els ratolins. Per exemple, el gen CDK5RAP2, que regula la divisió de les cèl·lules en el cervell i, per tant, la grandària del cervell.  Si sofreix mutacions causa microencefàlia.

Com veieu els avenços científics en moltes àrees cada dia ens sorprenen més.

Podrem aviat escollir les característiques dels nostres fills?

En el 1978 va néixer la primera nena proveta, la Louise Brown i la primera clínica per a fertilització in vitro  (IVF) dels E.U.A. es va establir en el 1980.  Avui hi ha centenars de clíniques d’aquestes en els E.U.A. i el u  per cent dels nascuts en aquest país ho són per mitjà d’aquesta tècnica.  Allí també es practica la PGD o “diagnosi genètica preimplantació”, mitjançant la qual es retira una de les vuit cèl·lules de l’embrió quan té tres dies i s’analitza l ‘ADN per mirar si hi ha gens associats amb malalties greus.  Algunes vegades els metges esperen un parell de dies més quan l’embrió ja té 100 cèl·lules i ja és un blastocist  i d’aquesta manera s’identifiquen riscos de malalties com la fibrosi cística, la malaltia de Huntington, etc. associats a un sol gen.  Des del principi la PGD s’ha fet servir per aquesta finalitat.  Algunes parelles també han usat la IVF-PGD per a crear un germà per a salvar un altre fill, per exemple un que tingui leucèmia.   Això ja planteja un problema moral. Com se sentirà el dia de demà el nou infant quan sàpiga que pot ser l’únic motiu de la seva existència és que s’havia de salvar al germà? I si el tractament falla?

En els darrers anys, la PGD es fa servir també per a obtenir infants amb determinades característiques.  Per exemple, es paguen 18.000 dòlars per a escollir el sexe. Això que és il·legal en alguns països no ho és als E.U.A. on en l’any 2006 hi havia ja 58 clíniques que permetien fer aquest tipus d’elecció.

A l’any 2009, Jeffrey Steinberg, director de “The Fertility Institutes”, va anunciar que aviat permetria als pares escollir el color de la pell, del cabell i dels ulls. Es va crear un enrenou i Steinberg va retirar la seva proposta i, segons va manifestar, va dir que havia après una lliçó. En aquests temes, que provoquen por a la gent, cal anar poc a poc.  Ara l’empresa 23andMe ha obtingut una patent segons la qual analitzaran l’ADN d’un home o una dona que volen ser pares i els òvuls o esperma de donants per a calcular la probabilitat d’obtenir infants amb certes característiques.   En la seva publicitat anuncien resultats com: “Alta probabilitat d’ulls verds”, “Esperança de vida més llarga”, “Baix risc de càncer de colon”.

El que s’anunciava com una possibilitat en el 2009 és, avui en dia, una realitat. Manfred Kayser és un investigador que ha predit el colors dels ulls i del cabell d’una persona analitzant el seu ADN. De totes maneres,  la relació entre gens i característiques del cos no és tan senzilla en la majoria de casos. El color dels ulls, per exemple, es deu a la interacció de més d’una dotzena de gens.  Avui en un procés de fertilització in vitro els pares poden tenir entre 8 i 15 ous que els poden donar unes poques opcions per a escollir les característiques del seus fills.

23andMe asseguren que amb una mostra de la nostra saliva i per 99 dòlars et poden informar sobre una seixantena de característiques interessants teves. Pots fer la comanda per internet i enviar la mostra per correu i rebràs el resultat a les poques setmanes.

Quina radiació poden sofrir els astronautes en un viatge a Mart?

                                                         Els mòduls del projecte Mars One

No sé si sabeu que hi ha un projecte per a enviar quatre homes i dones a Mart per a establir-hi una colònia i sense bitllet de tornada. Ho organitza un emprenedor holandès, Bas Lansdorp, i ja té més de 165.000 inscrits com a candidats,  malgrat que han hagut de pagar uns 25 euros per a inscriure-s’hi.  El projecte té el suport de persones com el gran físic holandès i premi Nobel  Gerardus 't Hooft.

 

                                                                      Gerardus 't Hooft

 

Costarà uns 4.000 milions de lliures esterlines i es finançarà amb un “ reality show” per televisió.  El llançament està previst que es farà en el 2022 i la nau arribarà en el 2023. Abans s’hauran enviat diverses naus amb materials, mòduls per a viure i menjar.  S’espera obtenir aigua en el propi Mart.

Un dels perills és la radiació que s’haurà de suportar durant el camí. En aquest article entenem per radiació no solament ones electromagnètiques d’alta freqüència sinó partícules subatòmiques provinents de la galàxia o del sistema solar.   La Nasa ja ha mesurat la radiació durant el viatge del Curiosity que no va està sotmès a cap tempesta solar, que és un dels riscos que es poden haver d’afrontar durant un llarg viatge de més de vuit mesos.  Per tant, dels dos tipus de radiació, la solar i la galàctica,  en aquest cas es va mesurar principalment la galàctica, ja que la solar és més baixa quan no hi ha tempestes que poden ser brutals. La radiació mesurada és l’equivalent a sotmetre´s a una tomografia cada cinc o sis dies o el que hagués experimentat un supervivent de 24 Hiroshimes.  Ni un escut d’alumini de 30 cm de espessor protegiria els astronautes d’aquest tipus de radiació. Aquesta dosi incrementaria el risc de càncer en un 3 o 4 %, això sense tenir en compte la radiació a Mart que no té cap magnètic ni pràcticament atmosfera.

La tercera llei de Kepler

Kepler va anunciar les seves tres lleis sobre el moviment dels planetes basant-se en la observació.  Més tard, es va demostrar que les tres lleis deriven de la fórmula de Newton de la gravitació universal.

De les tres lleis, pot ser la menys coneguda és la tercera que ens diu que el període de la òrbita d’un planeta (el seu “any”) al quadrat és proporcional al cub del semieix major de l’el·lipse que descriu (amb el mateix factor de proporcionalitat per a tots).  Dit d’una altra manera: els quocients dels quadrats dels períodes són iguals als quocients dels cubs dels semieixos majors. Ho comprovarem per Júpiter i la Terra. Recordem que la unitat astronòmica  (UA) és la longitud del semieix major de la òrbita de la Terra. El període de Júpiter és 11,86 anys terrestres que elevat al quadrat dóna 140,6. El semieix major de Júpiter és l’equivalent a 5,2 UA. Si elevem 5,2 al cub (5,2 x 5,2 x 5,2) obtenim 140,6.  No és sorprenent?

La nostra útima invenció

A diferència del nostre intel·lecte, els ordinadors doblen la seva capacitat cada divuit mesos. Per tant, hi ha un perill real de que desenvolupin intel·ligència i es facin els amos del món. 

Stephen Hawking

Estem sotmesos a un conjunt d’amenaces més o menys probables. Algunes provocades per nosaltres mateixos com el terrorisme, el perill nuclear, la pol·lució o el canvi climàtic. Altres són naturals com  els huracans, les tempestes solars o els impactes de asteroides o meteorits. Respecte d’aquests, el recent meteorit que va caure a Rússia i va ferir un miler de persones ens ha recordat que no és una amenaça a ser menystinguda i, de fet, la ONU ha adoptat un pla de defensa contra impactes d’asteroides. Es calcula que només n’hem descobert un 1% dels asteroides existents i que n’existeixen un milió capaços de destruir una ciutat com Barcelona o més gran. Finalment, hi ha un tercer grup d’amenaces d’origen mixt entre les quals trobem les pandèmies i els sismes com hem vist amb l’assumpte de la plataforma Castor.

Avui us parlaré d’una nova amenaça de la qual, possiblement, no n´heu sentit parlar encara que ha sortit en alguns films de Hollywood com Terminator.  Ja fa temps vaig llegir un llibre de l’inventor Ray Kurzweil sobre el que ell anomena la Singularitat, el moment en el que crearem màquines veritablement intel·ligents que, poc temps més tard, ens superaran àmpliament en intel·ligència.

                                                            Ray Kurzweil

Encara que ha creat un moviment de caràcter quasi-religiós, aquest senyor no és un qualsevol,  ja que va guanyar l’any 1999 la Medalla Nacional de Tecnologia  i Innovació dels E.U.A. i ha estat fitxat per Google com a director d’ enginyeria.  Kurzweil situa aquest moment “singular” al voltant de l’any 2045. De totes formes, Kurzweil és optimista sobre aquest esdeveniment, ja que, segons ell, aquestes superintel·ligències ens ajudaran a solucionar tots els problemes de la humanitat com la fam, la manca d’aigua, les necessitats energètiques, les malalties, etc...

Ara, en canvi, acabo de llegir el llibre “Our Final Invention” de James Barrat que planteja un escenari molt més pessimista. Aquestes màquines seran molt intel·ligents,  però no tindran els nostres valors, a menys de que ens esforcem molt per a instaurar-los-hi, ja que els nostres valors provenen de la llarga història de l’evolució humana. En una tribu, el qui no era mínimament altruista acabava essent condemnat, en molts casos, a l’ostracisme.  La diferència d’intel·ligència farà que les màquines ens contemplin com nosaltres als ratolins: no els odiem, però els usem en les nostres investigacions. O com mirem les formigues: simplement les ignorem en la majoria de casos o les aniquilem si competeixen en recursos amb nosaltres com faig el dia que se’m mengen el sucre o el pernil.

Estem davant d’un perill imminent?  Segons enquestes que esmenta Barrat en el seu llibre els experts consideren que arribarem a assolir aquest nivell d’intel·ligència artificial (IA) abans del 2028 amb un 10% de probabilitat, abans del 2050 amb un 50% i abans de que acabi el segle amb un 90%.   Però té James Barrat autoritat per a escriure sobre això? De fet la seva professió és la de realitzador de documentals per clients com National Geographic, Discovery i PBS i alguna llacuna científica té com quan esmenta la “segona llei de la termodinàmica de Newton”, però el que és important és que ha recollit opinions de diversos experts, alguns escèptics i, entre els creuen en la creació de màquines intel·ligents,  hi ha els optimistes com Kurzweil i els cauts o pessimistes com ell mateix o Arthur C. Clarke, que va escriure la novel·la “2001, una odissea a l’espai”.
 

Quines són les estratègies per aconseguir l’objectiu de crear màquines intel·ligents?
 

En hi ha de diverses. Una consisteix en fer enginyeria inversa del cervell, un òrgan jerarquitzat i massivament paral·lel i no com la majoria d’ordinadors que treballen en sèrie.  El projecte SyNAPSE d’IBM va en aquesta direcció i està finançat per l’agència de Defensa DARPA. Altres diuen que això és una pèrdua de temps, perquè el cervell, com tantes coses que ha anat dissenyant l’evolució, no està optimitzat. I afegeixen que no hem necessitat imitar els ocells per a fer volar els avions.  Aquests prefereixen programar diversos mòduls que quan estiguin perfeccionats podran unir-se. Un mòdul, per exemple, seria el de visió artificial, encara molt per sota del poder de distinció i identificació de la visió humana.   Altres volen usar algoritmes genètics o xarxes neuronals artificials, capaces d’aprendre per elles mateixes. Aquests sistemes s’anomenen “black box” perquè si bé entenem els seus inputs i  outputs, no coneixem com arriben al resultat que és, sovint, sorprenent.   Finalment,  altres investigadors s’inclinen per models híbrids com la mescla de programació ordinària i sistemes “black box” o mescla de màquina i cervell humà. Una de les esperances és poder assolir la immortalitat carregant la ment de humans a màquines intel·ligents.

Per a que tingueu una idea de les coses que ja s’han assolit, John Koza de la universitat de Stanford ha usat algoritmes genètics per a crear una antena per la NASA, per a identificar proteïnes i per aconseguir “reinventar” components electròniques que havien estat patentades per humans. Es a dir, el factor de creativitat, una de les característiques de la intel·ligència, ja està present en aquests algoritmes que aprenent mutant i evolucionant subjectes a ser exitosos per la tasca que han estat dissenyats, com ho fan els éssers vius.

 

 

                                         Antena de la Nasa dissenyada per un algoritme genètic

 

Com seran aquests programes intel·ligents? Necessitaran un cos?

D’acord amb Steve Omohundro, una de les persones que més ha pensat sobre aquest tema, les entitats intel·ligents tenen objectius i, entre ells,  els més forts són els de l’autopreservació i la captació de recursos. Un sistema intel·ligent és autoconscient i busca també la forma de millorar i ser més eficient i creatiu. La humanitat gasta molts recursos, cada dia més, ja que la població està en creixement i tothom aspira a una millor vida. Per tant, entraríem en competència pels recursos. Qui guanyaria?  El problema de la IAG  (Intel·ligència Artificial General, per distingir-la de la focalitzada en un problema que ja existeix com Deep Blue en escacs, Google en cerques a internet o Watson en Jeopardy) és que, una vegada assolida,  es pot convertir en SIA (Superintel·ligència Artificial) en poc temps degut a que l’evolució dels ordinadors i del software és molt més ràpida que la evolució biològica.  El problema es complica perquè, avui en dia, la informàtica ha passat a ser un servei, més que un producte.  Per exemple, l’empresa Cycle Computing va crear una xarxa de 30.000 processadors fent servir el núvol d’Amazon amb 26,7 terabytes de RAM i dos petabytes d’espai de disc  per a modelitzar el comportament d’una molècula per una empresa farmacèutica. Ho van fer des de les seves oficines i van usar la xarxa durant 7 hores per un cost total de menys de 9.000 dòlars. Durant aquest temps aquesta xarxa es va constituir en un dels 500 superordinadors més ràpids del món.   Encara que no disposés de cos, SIA podria usar diversos núvols, fer còpies d’ell mateix i començar a controlar les estructures crítiques del món avançat com són les xarxes elèctriques, d’aigua i de transport i els mercats financers.   Aquests ja estan avui dia controlats per ordinadors. En la borsa de Nova York i el Nasdaq uns vuitanta sistemes de compravenda d’accions computeritzats i d’alta freqüència (HFT’s) fan entre el 50% i el 70% de les transaccions Aproximadament mil milions d’accions al dia canvien de mans gràcies a aquests sistemes que ja han causat problemes perquè escapen al control humà.  Al maig del 2010 un agent de canvi i borsa es va espantar i va ordenar la venda de 4.100 milions de dòlars en futurs i fons relacionats amb canvis de moneda europeus.  Els preus dels futurs van caure 4% i els algoritmes d’alta freqüència van detectar-ho i, com que poden  donar ordres de venda en menys de 3 mili segons, van fer baixar el Dow Jones 1.000 punts en vint minuts.  De fet, un dels llocs on pot emergir la IAG és en els mercats financers ja que estan sotmesos a la llei Darwiniana de la competència de forma accelerada.  Un  episodi similar es va produir el u d’agost del 2012 quan Knight Capital Partners va perdre 440 milions de dòlars en 30 minuts. I una vegada que  una SIA s’hagi fet amb el control de les infraestructures crítiques amb amenaces o enganys farà que li posen un cos a la seva disposició i aleshores gràcies a la nanotecnologia i els seus assembladors moleculars farà tantes còpies  d’ella mateixa com vulgui.  I ja sabeu el què passa quan dues civilitzacions amb graus molt diferents de desenvolupament es troben. Només cal recordar el que va passar amb els indis americans i amb els inques.  I si no podem evitar que hackers humans entrin en les webs més protegides, com podrem impedir que una SIA hi entri i es faci amb el control de les infraestructures més crítiques?
 

Podem detenir aquesta cursa?

Hi ha tants interessos, tants guanys potencials pel primer país o la primera companyia que assoleixi AGI que els experts pensen que és impossible detenir aquesta cursa. Endemés els militars estan al darrera de fabricar robots armats (hi han 56 països que hi treballen segons Barrat) i DARPA és un dels grans promotors de les investigacions en IA. De fet, alguns investigadors pensen que quan més aviat es creï un IAG millor, ja que, quan més avancem, més automatitzada i digitalitzada estarà l’economia i, per tant, més vulnerable a un IAG. Fa 50 anys la borsa de Nova York no era vulnerable com ara. Endemés també es faran progressos en nanotecnologia i biotecnologia amb creació de vida artificial i les tres tecnologies (IA,NT i BT) es complementaran.  Podem instaurar valors humans en les intel·ligències artificials?  Hi ha gent com Eliezer Yudkowsky del Machine Intelligence Research Institute (MIRI) que hi treballen, però no està clar que aquests valors siguin formalitzables. Per altra banda què pensarien els accionistes d’una companyia que fabrica robots soldats si els hi poséssim valors humans? No els faria cap gràcia. I, de totes maneres, encara que compartíssim certs valors, els importaríem massa si són mil vegades més intel·ligents? Compartim una part del nostre ADN amb la de la mosca de la fruita i això ha estat una sorpresa, però a partir d’aquest moment no hem fet el que ens ha donat la gana, sense prestar més atenció a la mosca que la que convé als nostres interessos?
 

És factible assolir l’objectiu de crear intel·ligència artificial?

 

Com pot ser sabreu, un criteri d’intel·ligència és passar el test de Turing.  Diversos experts se seuen davant de dues pantalles darrera les quals hi ha una IA en una i un humà en l’altre. Li fan preguntes i si no poden distingir darrera de quina hi ha l’humà i la IA es diu que la IA ha passat el test de Turing. De totes maneres,  als humans l’evolució ens ha preparat més per la percepció i l’acció que pel raonament i,  per això, Steve Wozniak, el co-fundador d’Apple ha dit que el test de Turing per un robot és la seva capacitat per entrar en qualsevol casa, buscar la cafetera i el pot del cafè i servir-nos-en un.   Encara que estem lluny d’aconseguir això, si la evolució cega ho ha fet, com no ho ha d’assolir la intel·ligència humana? Recordeu com ha estat de ràpida la evolució dels ordinadors. Sabeu que la velocitat de processament de l’IPAD2 és l’equivalent del supercomputador Cray 2 de l’any 1985? I que l’IPAD2 estaria a l’any 1994 entre els 500 ordinadors més ràpids del món? El ordinador més ràpid actual, el SEQUOIA del Departament de Defensa dels E.U.A. té una capacitat de càlcul similar al cervell humà (això no vol dir el mateix nivell d’intel·ligència) i aquesta fita es va assolir un any abans del que havia predit Kurzweil.  Aquesta mateixa capacitat la tindrem en un portàtil abans de 2020. Hi ha gent que prediuen que la famosa llei de Moore es trencarà abans del 2020,  ja que la miniaturització dels xips està arribant a nivells quàntics, però es creu que es podrà perllongar amb nous dissenys com xips en 3D desenvolupats al Politècnic de Lausanne.  Alguns científics han comparat la situació actual al moment en que es va fer el pas de la vida unicel·lular a la multicel·lular. Es el moment en el que els ordinadors ens ajuden a crear ordinadors més potents i no sabem a on ens portarà aquest canvi.

Hi ha alguns exemples d’intel·ligència artificial?
 

Ja n’hem esmentat alguns en camps focalitzats com els escacs o les cerques en internet.  Pot un humà superar en general a Google en fer-les?  Avui dia hi ha sistemes que observant un pèndol doble poden  derivar lleis de la física newtoniana.

 

 

                                                                 Un pèndol doble

Hi han programes com Eurisko capaços de modificar el seu propi codi i establir estratègies guanyadores en jocs de guerra, evolucionant ràpidament l’estratègia òptima jugant 10.000 batalles i aprenent de cadascuna de elles i altres programes estableixen teoremes matemàtics.  Una de les característiques de la intel·ligència és el reconeixement de patrons i aquests algoritmes genètics com el del pèndol doble són capaços de fer-ho.  Li van preguntar al cap de l’equip de Watson si  aquest podia pensar.  I va contestar amb la pregunta que va fer un altre expert en una situació similar:  “Un submarí pot nedar?” Un submarí no neda com els peixos, però pot anar més ràpid que la majoria d’ells i pot està submergit més que qualsevol mamífer aquàtic.  I sabíeu que hi ha un software que en un any ha generat automàticament 100.000 articles esportius i els ha penjat en centenars de webs dedicades a equips concrets?  La professió de certs periodistes també està en perill.

Com ens en adonarem que s’ha produït una IAG? Hi hauria alguna forma de defensar-se'n?

Si es produeix una gran concentració de riquesa o una petició incessant d’informació o un intent evident d’assegurar-se de fonts d’energia importants, aquests podrien ésser senyals de l’aparició de una IAG.  Endemés de posar protocols molt seriosos sobre el desenvolupament de IAG, com s’ha fet en biotecnologia, pot ser seria millor que apareguessin diverses IAGs simultàniament, més que una sola.  En quant els protocols hi ha científics que proposen establir tractats com els que s’han fet amb les armes nuclears (més fàcils quan ja hi ha vàries nacions que les posseeixen que quan només n’hi havia una o dues) o copiar el sistema de proves que les autoritats sanitàries obliguen a fer abans de llançar un medicament al mercat.

 

 

 

 

 

 

Algunes meravelles de l'univers on existim

La ciència, endemés de crear tecnologies que ens fan la vida més suportable, còmoda i entretinguda, també ens ajuda a comprendre el món en el que vivim i, en aquest sentit, està més propera al humanisme i, fins i tot, a la poesia.  Vegem alguns dels aspectes de l’univers que ens ha descobert la ciència: 

-L’univers està regit per lleis físiques i processos naturalístics que permeten l’emergència de la complexitat, de la vida i de la intel·ligència. Sense aquest aspecte crucial no seríem aquí, meravellant-nos d’aquest miracle. 

-Hi ha més estels en l’univers visible que totes les paraules pronunciades per tots els humans que mai han existit. Això us dóna una idea de la grandària d’aquest univers.

-El Big Bang va donar pas als estels, aquests van fabricar els elements químics (més enllà del liti) i al explotar van donar lloc a la pols que, en el nostre cas, va formar la Terra. A la Terra es van originar els éssers unicel·lulars. D’aquests la evolució va donar lloc al éssers multicel·lulars i d’aquí van venir nosaltres, els humans , dotats de autoconsciència i intel·ligència. La conclusió és que estem connectats estretament a l’univers i la seva història. Gràcies a nosaltres l’univers s’interroga sobre ell mateix (per primera vegada?).

-Cadascun dels bacteris, escarabats i gavines, cada persona, cogombre o granota que mai hagi existit sobre la Terra deu la seva existència a una cadena no trencada d’ADN des dels primers replicadors fins a qualsevol dels éssers vius avui dia existents. Reflexioneu un moment sobre això. Es un fet extraordinari. Com ja he dit en alguna altra ocasió, si es descobrís a la Terra una forma de vida basada en un altre sistema, el descobridor obtindria, sens dubte, el premi Nobel.

-La consciència humana, que s’origina en el cervell, és la meravella més gran que existeix.  Estem dotats de capacitat analítica, d’emocions i sentiments, tot un conjunt de qualitats que ens són específiques. I si algun dia creem intel·ligències artificials, aquestes seran diferents de nosaltres perquè no hauran sorgit al llarg d’aquesta línia evolutiva que ha arribat fins a nosaltres. Segurament no sentiran ni passions ni emocions.  Ens hi podrem entendre o competirem amb elles? Un tema interessant per un nou i proper blog.

-Els descobriments de la ciència en els darrers 150 anys han estat un revulsiu per les nostres ments: la matèria és energia, l’espai es corba degut a la massa, el temps s’alenteix a gran velocitat o en presència de gravetat, els nuclis dels àtoms poden produir gran energia als transmutar-se, l’univers s’expandeix de forma accelerada i,  si continua així, eventualment només veurem les galàxies més properes. Viatgem en màquines volants i ens comuniquem instantàniament per telèfons mòbils amb qualsevol persona de la Terra, comencem a entendre el nostre cervell i aviat entendrem en què consisteix la vida i serem capaços de crear-la en el laboratori. I gràcies als avenços de la medicina i la higiene l’esperança de vida s’ha doblat des del temps dels nostres besavis.

En conclusió, malgrat la crisi que ens té ara, conjunturalment, aclaparats és un privilegi viure en aquesta època en la que la ciència, amb tota probabilitat, avançarà de forma exponencial en aquest segle XXI.

Cap a una intervenció cosmètica de la ment

Científics de la Universitat de Brown a Rhode Island, E.U.A., usant una tècnica anomenada optogenètica, aconsegueixen encendre i apagar neurones concretes de rates mitjançant un làser.  D’aquesta forma han aconseguit esborrar memòries de rates en el seu laboratori.  Es pot saber quan una rata descobreix un objecte nou perquè hi dedica més temps a explorar-lo. Els ensenyen un nou objecte, observen quines neurones s’activen quan un objecte d’una determinada forma és nou per a elles i deixen que es familiaritzin amb ell. Desprès,  amb un làser, disparen les neurones que identifiquen aquest objecte com a nou. S’observa que la rata hi dedica més temps a explorar-lo, és a dir li han esborrat la memòria d’aquell objecte, ja que el torna a considerar com si fos nou.   Calen més estudis per determinar si l’esborrat de memòria és o no permanent.

No costa molt imaginar-se que un dia es podran esborrar memòries de fets traumàtics en persones, com els resultats d’un acte de terrorisme o violació.  A partir d’aquí és pot obrir una nova branca de “cirurgia” estètica consistent en esborrar records que volem simplement oblidar, encara que no siguin traumàtics.  

Un altre professor de la mateixa universitat ha aconseguit implantar una idea en el cervell d’un mico.  Posa el mico davant d’un monitor on hi ha una creu i una T. Quan el mico mira la T el recompensa amb un glop de suc de poma.  Aquest investigador ha localitzat, entre 85 milers de milions de neurones del cervell del mico, quina es dispara quan mira la T.  D’aquesta forma el pot fer mirar al lloc on apareix sempre la T a la pantalla encara que aquesta no hi aparegui, disparant aquesta neurona.  Per tant, està controlant el cervell del mico que a la vegada controla on aquest dirigeix la visió.

Per altra banda, a la Universitat de Berkeley, Califòrnia, els científics estan perfeccionant el software que permet llegir la ment de les persones escanejant el cervell . Si es passa una pel·lícula en que dos actrius estan parlant davant del subjecte la ment del qual s’està observant,  el software escriu amb lletres clares “dona” i “conversa”. Si es passa un documental amb una escena submarina li costa més al software,  però acaba escrivint “nadar” i “balena” en lletres més petites indicant dubte.  De fet, el mamífer era una manatí, paraula que desconeixia el software (i pot ser el subjecte!). 

Com veieu s’estan fent avenços  importants amb tot el que està relacionat amb el cervell amb les conseqüències ètiques que això planteja.

Què és el Li-Fi?

És l'equivalent del Wi-Fi, però amb llum visible en lloc de microones. Es basa amb un LED emissor de llum que quan està encès transmet un 1 i quan està apagat transmet un 0 i un foto receptor que capta el senyal. Respecte el Wi-Fi té l'inconvenient que necessita una línia de visió entre el LED i el receptor, però té alguns avantatges:

-Alta velocitat de transmissió d'un gigabit per segon o més, ja que s'estan desenvolupant microLEDs tan petits com un cabell humà i posant junts milers d'ells s'aconsegueix una transmissió en paral·lel amb temps d'encesa i apagat molt ràpids.

-Més privacitat de transmissió (més seguretat).

-Menys interferències per ús en llocs crítics com avions i sales d'operacions.

-Disponibilitat d'una nova regió de l'espectre electromagnètic per accés a internet.

-Els dispositius es poden usar com a llum, pantalla de recepció d'imatges i punt d'accés a internet. A l'avió, per exemple, el llum que fem servir per llegir podria ser un punt d'accés.

-Cap de les controvèrsies sobre possibles riscos de salut (no demostrats) que envolten l'ús del Wi-Fi.

Els microLEDs que s' estan desenvolupant en diverses universitats del Regne Unit estan basats en nitrat de gal·li.

Ones gravitatòries

                                        

                          LIGO: Laser Interferometry Gravitational  Wave Observatory

                             El projecte LISA : Laser Interferometry Space Antenna

La forma més usual d’observar l’univers és amb la llum en tot el seu espectre des de raigs gamma,  passant per raigs X, llum ultraviolada, llum visible, infraroig i ones de radio. Darrerament també s’està observant els cosmos amb detectors de neutrins enterrats a gran profunditat i així es van detectar l’emissió de neutrins de la supernova 1987A.

Hi ha una altre font possible d’observació: les ones gravitatòries. Van ser predites per Einstein i es produeixen quan grans masses es mouen ràpidament deformant l’espai-temps i fent-lo oscil·lar.  Mai s’han detectat de forma directa, però en el 1974 Russell Hulse i Joseph Taylor van observar un pulsar doble.  Un pulsar és un estel de neutrons que gira a gran velocitat i amb molta regularitat de manera que constitueix una mena de rellotge còsmic. Aplicant les teories d’Einstein,  Hulse i Taylor van calcular que les ones gravitatòries produïdes per aquesta parella d’estels de neutrons extrauria energia del sistema i faria que les òrbites empetitissin i que la velocitat s’accentués. Desprès d’una observació de uns quants anys els dos astrònoms van veure que les observacions confirmaven els seus càlculs amb gran exactitud. En el 1993 van obtenir el premi Nobel per aquest treball.

Els americans s’han gastat 570 milions de dòlars per a construir LIGO un observatori que consisteix en dos braços perpendiculars de 5 km de llargada per on circula llum làser. El pas d’una ona gravitatòria prou intensa faria que les dues llums làser s’interferissin. Ara s’està millorant la capacitat del LIGO i podrà detectar pulsars dobles en la fase final d’aproximació situats a 500 milions d’anys llum. Això fa pensar que abans del 2016 LIGO detecti les primeres ones gravitatòries. Aquest observatori s’ha d’instal·lar en un lloc aïllat i molt estable des del punt de vista sísmic, ja que qualsevol tremor o el pas d’una camió proper quedaria registrat en l’instrument.

Per tant, el millor seria instal·lar un observatori en l’espai i això és l’objectiu del projecte LISA en el que tres detectors situats en forma de triangle equilàter a 5 milions de km cadascun estarien també lligats per llum làser. Malauradament, la no detecció d’ones gravitatòries en el LIGO i les retallades han fet postergar el projecte i, endemés ara li ha sortit un possible competidor que podria ser més econòmic que seria per mitjà d’interferometria atòmica. Es més econòmic, segons sembla perquè el triangle equilàter que caldria formar seria de només 1.000 km de costat. Endemés seria molt precís: una ona gravitatòria que allargués el costat del triangle en només una bilionèsima de mil·límetre seria detectada.

Aquesta nova finestra a l’univers, la de les ones gravitatòries, és important per diverses raons, però en citaré dues. No podem veure més enrere en el temps de quan l’univers tenia 380.000 anys,  ja que abans, degut a la densitat de l’univers aquest era opac, és a dir els fotons no podien circular lliurament, una mica com tampoc podem observar l’interior del Sol. Però tant la teoria de la inflació com certs canvis de fase (quan els quarks es van reunir per a formar protons i neutrons) haurien d’haver produït ones gravitatòries, molt difícils d’observar, ben cert, però si tinguéssim detectors prou precisos les podríem observar i això seria una fita cabdal com quan es va observar la radiació de fons de l’univers, la primera foto de quan l’univers es va fer transparent a la llum quan tenia 380.000 anys. Una segona raó seria la possibilitat d’observar l’interior dels forats negres. Segons entenc, les ones gravitatòries sí es poden escapar dels forats negres.

 

 

Alguns avenços de la genètica

Durant els darrers 10.000 anys l’home ha millorat espècies d’animals i plantes, però aquests esforços es veien limitats per la barrera entre espècies. Poques vegades es poden creuar dues espècies d’eucariotes i, quan s’obté un híbrid,  aquest normalment no es pot reproduir com passa amb la mula.  Amb la manipulació del DNA és possible creuar espècies molt diverses. Científics de l’estat de Utah han inserit fragments de DNA d’una aranya en el genoma d’una cabra amb el resultat de que quan fa llet produeix teranyina. La universalitat del codi genètic permet aquesta transferència horitzontal de gens,  com fan els bacteris de forma natural. Les fibres de teranyina de, fins i tot,  un metre de llargària s’obtenen desprès d’extraure la grassa de la llet i fer-la passar per un processador a alta pressió.  La qualitat d’aquesta teranyina no és encara tan bona com la natural.  Les fibres de teranyina superen al Kevlar en resistència i són molt flexibles per la qual cosa hi ha interès en obtenir-ne en quantitat per a reparar, per exemple, lligaments.  Desgraciadament les aranyes no es poden usar amb aquest fi perquè són caníbals.  El fragment de codi inserit no només és el de gen per a produir la teranyina sinó l’ordre de que aquest gen s’expressi només en les cèl·lules que produeixen llet,  ja que el gen està present en totes les cèl·lules de la cabra.

Un altre problema que cal resoldre és la producció de combustible. L’empresa Amyris ha creat dièsel d’alta qualitat manipulant el DNA del llevat de cervesa. Han produït ja  desenes de milions de litres. El problema és que cal alimentar el llevat amb sucre de canya. Això es fa al Brasil i la pregunta és quant terreny es necessita per a obtenir un litre de dièsel.

Existeix una marca d’arròs anomenada Golden Rice,  un tipus que permetria tractar als 120 milions de persones que pateixen deficiència de vitamina A que produeix ceguera en mig milió i la mort en dos milions. Malauradament encara no es comercialitza per traves polítiques, entre altres.

Finalment, tenim esperances de que en el futur els tractaments contra el càncer siguin més selectius i vagin dirigits només a les cèl·lules canceroses, sense danyar les sanes.  En termes militars seria substituir els bombardeigs massius per franctiradors.  Un primer exemple és un tractament contra les cèl·lules HeLa.  Aquestes són cèl·lules derivades d’una pacient de color, Henrietta Lacks que va morir de càncer en l’any 1951. Es van guardar algunes cèl·lules del seu tumor, sense el seu consentiment, i es van conrear en el laboratori esdevenint immortals i un patró per l’estudi del càncer i  han donat origen a més de 70.000 articles científics.  Com que aquestes cèl·lules han estat tan ben estudiades, un investigador, Ron Weiss, en el 2011 ha aconseguit inserir en un virus una mena de programa informàtic, escrit en el codi del DNA,  que a l’entrar en una cèl·lula li fa cinc preguntes per esbrinar si la cèl·lula envaïda té cinc molècules que caracteritzen a les cèl·lules HeLa. Si és així mata la cèl·lula i si no el virus s’autodestrueix.  Evidentment, estem lluny d’usar aquest tipus de virus o un de similar clínicament ja que no coneixem amb tant detall les múltiples cèl·lules canceroses, que endemés muten i evolucionen.  En qualsevol cas segur que en els propers  anys tindrem grans sorpreses d’aplicacions de la biologia genètica.

 

 

                                                                    Henrietta Lacks