Movimiento biológico y/o social de la materia.

Dialogando con Alexander Oparin.

El académico Alexander Oparin dice en su libro El Origen y la Evolución de la Vida (1968): “La vida es una forma particular y muy compleja del movimiento de la materia...”, “Es dudoso que durante el último milenio el hombre haya cambiado mucho en términos biológicos, pero durante ese tiempo adquirió sobre la naturaleza un poder sin precedentes, resultado de una evolución social, y no de una evolución biológica individual...” Esa evolución social científico-tecnológica le permite al hombre no sólo desplazarse a altas velocidades en autos y trenes o volar en aviones, también le permite silenciar el ADN (ARNi), reparar/modificar genomas (CRISPR-Cas9) y comenzar a desarrollar cerebros artificiales con nanochips neuromórficos y memristores. Resulta evidente entonces que el complejo movimiento de la materia ya no depende de nuestro desarrollo biológico natural y que el camino del progreso humano está centrado en la forma social del movimiento de la materia efectivizado y centrado en el avance de las ciencias-tecnologías integradas con capacidad de transformar la naturaleza: la química, la nanotecnología y la biotecnología. 

Sigamos leyendo a Alexander Oparin: “Lo que diferencia en términos cualitativos la vida de otras formas del movimiento de la materia es el hecho de que en los cuerpos vivos varias decenas y aún centenas de millares de reacciones químicas individuales...son estrictamente coordinadas en el tiempo y en el espacio, y se combinan según un orden unificado de autorrenovación continua”. En definitiva nuestro movimiento se basa en la capacidad compleja del metabolismo para obtener y asegurarnos la energía vital. 

El sol es la única fuente de energía que ha abastecido y abastece a las “fabricas de vida” que son las células. Desde el punto de vista del aprovechamiento que las células hacen de la energía solar, sólo existen dos variedades: las que hacen acopio o “empaquetan energía” fotosintéticas y las que no contienen clorofila, todas las células de los individuos del reino animal, incluido el hombre. Comprende a los animales que comen vegetales (herbívoros) y a los animales que comen animales que comieron vegetales (carnívoros). Tal vez los seres humanos pudieran haber evolucionado con los milenios para captar directamente la luz solar, pero esto no ocurrió. 

Si extrapolamos la mínima evolución biológica en comparación con el crecimiento exponencial de lo social científico-tecnológico, el tema comienza a ser cuantitativo y sería de esperar que cuando las condiciones ambientales hagan imposible la vida en la tierra (colapso ambiental), los avances liderados por la nanotecnología nos permitan pasar del hombre celular mortal al hombre robotizado inmortal a través de un software-mente introducido en un cerebro artificial. Un robot (Homo nanus) alimentado por luz solar (baterías, pequeños paneles) que no requiera agua, alimentos, oxígeno, ni células, ni genes. 

Un viajero atemporal en el universo. Un movimiento no biológico de la materia para disminuir la complejidad y las problemáticas asociadas con su movilidad vital actual.

Gracias Alexander Oparin.

Alberto L. D'Andrea

Bibliografía complementaria:

Alexander Oparin. El Origen y la Evolución de la Vida. Ediciones Curie. 1978. Buenos Aires.
Umberto Ítalo Gallasso. Célula, simbiosis y cáncer. 1982. Buenos Aires.

Transferir tu software-mente a un cerebro artificial

A los dos proyectos vinculados a la comprensión del funcionamiento de los 89.000 millones de neuronas  del cerebro humano, el Human Brain Project (Comisión Europea) y  Brain Activity Map (EE.UU), le podemos agregar el aporte de los nanochips neuromórficos y los memristores en el sendero para avanzar hacia un cerebro cuasi similar al humano. También en la actualidad, la agencia: Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos, conocida como DARPA, desarrolla un programa de Neurotecnología No Quirúrgica de Próxima Generación (N3), en el cual científicos de prestigiosos laboratorios de investigación están explorando cómo hacer interfaces cerebro-máquina no o nano-invasivas. La Agencia ha otorgado fondos a seis organizaciones para la segunda fase del programa que comenzó en 2018. Los proyectos seleccionados son encabezados por el Battelle Memorial Institute,  la Carnegie Mellon University,  la Johns Hopkins University, el Applied Physics Laboratory, el Palo Alto Research Center (PARC), la Rice University, y Teledyne Scientific. Los equipos de N3 están siguiendo una variedad de enfoques que utilizan óptica, acústica y electromagnetismo para registrar la actividad neuronal y enviar señales al cerebro con alta velocidad y gran resolución. Las investigaciones  se dividen en dos grandes grupos: los equipos de trabajo que están buscando interfaces completamente no invasivas,  externas al cuerpo y los equipos que utilizan sistemas de interfaz mínimamente invasivos que incluyen nanotransductores enviados al cerebro para producir  las señales. Un ejemplo de los primeros lo constituye  el equipo dirigido por el Palo Alto Research Center cuyo objetivo es desarrollar un dispositivo acústico-magnético completamente no invasivo para escribir en el cerebro. Su enfoque combina ondas de ultrasonido con campos magnéticos capaces de generar corrientes eléctricas localizadas para la neuromodulación. En cambio Teledyne Scientific, tiene como objetivo desarrollar un dispositivo integrado completamente no invasivo utilizando magnetómetros bombeados ópticamente para detectar campos magnéticos pequeños y localizados que se correlacionan con la actividad neuronal. A la vez emplean  ultrasonido enfocado para escribir en las neuronas. En definitiva, interfaces  cerebro-computadora bidireccionales de alto rendimiento para aplicaciones clínicas y/o de uso por las fuerzas armadas. 

Tal vez la interfaz cerebro-máquina no quirúrgica constituya el inicio de un fantástico camino hacia la transferencia de nuestro software-mente a un cerebro artificial montado en un robot.  El primer paso del inquietante tránsito del humano celular mortal al humano robotizado inmortal.

Infomación complementaria

El Proyecto Genoma Humano. Henry Markram. Investigación y Ciencia. Agosto 2012. Páginas 50-55.

Magnetism Plays Key Roles in DARPA Research to Develop Brain-Machine Interface without Surgery. Magnetics. Business & Technology. Junio 2021.          

La Convergencia delas Tecnologías Exponenciales y la Singularidad Tecnológica. Capítulo 8:Hombres y/o robots. Alberto L. D’Andrea. Editorial Temas. Buenos Aires.Argentina. 2017. 

¿Comenzar a estudiar nanotecnología en el 2021?

La base curricular de la nanotecnología actual se inicia en el año 1974 cuando  el Prof. Dr. Norio Taniguchi, de la Universidad de Ciencias de Tokio, acuñó el término Nanotecnología en su presentación “On the Basic Concept of Nano-Technology” (Proc. Intl. Conf. Prod. Eng. Tokyo, Part II, Japan Society of Precision Engineering,1974, pp. 18-23). Desde 1974 hasta el año 2010, casi 36 años, fue avanzando  el desarrollo de la nanociencia incluyendo los miscroscopios necesarios (microscopio de efecto túnel-1981, microscopio de fuerza atómica-1986) para comprender y poder trabajar a nivel atómico- molecular. A partir del año 2010 comienza su crecimiento exponencial hacia aplicaciones concretas evidenciado con los montos de facturación global del sector. Ese crecimiento exponencial está llegando a su máximo entre el 2020 y el 2025. 

Hoy definimos a la nanotec- nología diciendo que implica comprender el mundo desde lo pequeño para innovar haciendo construcciones con átomos y moléculas con el propósito de dar respuestas a las crecientes necesidades socioeconómicas. De hecho es la única disciplina conocida con capacidad para transformar la naturaleza “átomo a átomo” y dar respuestas a las nueve necesidades primarias básicas: salud, alimentación, energía, cuidado del ambiente, vivienda, transporte, vestimenta, comunicación y defensa. Dentro de sus ramas ubicamos a los nanomateriales, la nanoelectrónica, la nanomedicina, la nanorrobótica, la nanotecnología ambiental, la nanofotónica, la nanoinformática y la nanoeconomía. El nanotecnólogo para innovar haciendo construcciones con átomos y moléculas necesita una formación no centrada en el saber enciclopédico o en materias acumuladas simplemente vinculadas con la temática; se debe formar un innovador. Esto implica el desarrollo de capacidades en ciencia, tecnología y gestión para desempeñarse en las cuatro etapas que caracterizan las innovaciones. La primera, indispensable en la profesión, es entender los procesos íntimos de la nanociencia para poder hacer investigación de punta descubriendo y descifrando fenómenos y mecanismos aún no conocidos, generando las bases de futuros usos prácticos de las investigaciones. La segunda consiste en ocuparnos de traducir el resultado de aquellas investigaciones en el desarrollo de productos o servicios que den respuestas a las demandas socioeconómicas. La tercera etapa, una vez generados esos productos y servicios, es implementar sistemas que permitan producirlos eficientemente, de forma reproducible, económicamente rentable, con la calidad y consistencia necesarias para que sean útiles a la gente. Finalmente la cuarta etapa y la más dificultosa: generar y gestionar empresas que puedan producir y comercializar esos productos o servicios.

La nanotecnología se ubica en el contexto de las NBIC (Nano, Bio, Info y Cognotecnologías). Las tres primeras constituyen el lanzador para la verdadera revolución esperada en el siglo XXI: la cognotecnología. En medio de un planeta agobiado por un crecimiento de la población sin precedentes (5000 millones de habitantes en sólo 70 años), con contaminación creciente, cambio climático, aumento de la temperatura, incendios forestales, pandemias, etc.; la nanotecnología con su nanoelectrónica que avanza hacia los cerebros artificiales (nanochips neurosinápticos, memristores) más los proyectos vinculados con el cerebro humano de Europa y de los Estados Unidos (más ambiciosos que el ya terminado del genoma humano) están creando las bases para que a partir del 2040-2050 podamos convertirnos del humano celular mortal al humano robotizado inmortal mediante el traspaso de nuestro software-mente. Tal vez la única forma que pueda subsistir alguna forma de vida en medio del inminente caos planetario. Este  humano robotizado inmortal no necesitará ADN, ni genes, ni bioquímica, ni medicina, ni alimentos, ni oxígeno; solo radiación solar, abundante  en el universo, para cargar su batería y/o paneles solares. Quienes hoy inician su carrera universitaria tienen probabilidad de llegar a vivir la gran revolución tecnológica del siglo XXI. 

Tal vez existan buenos motivos para comenzar a estudiar nanotecnología en el año 2021.   

Bibliografía: La Convergencia de las Tecnologías Exponenciales & la Singularidad Tecnológica. Alberto L. D'Andrea (Coordinador). Editorial Temas. 2017 Argentina.

Los genes nos impiden desentrañar el origen de la vida y del universo.

Publicado en Investigación y Ciencia (Scilogs-España-18/10/2019)

¿Podrá la ciencia-tecnología alguna vez responder a preguntas tales como la causa y la forma del origen de la vida y del universo? Tal vez el condicionante genético de nuestro cerebro solo nos permita resolver problemas vinculados con nuestra supervivencia y no avanzar hacia los grandes misterios, ¿habrá cosas que nunca entenderemos?, ¿avanzar en la temática implica pensamientos para los cuales no estamos preparados? ¿Nuestras mentes sufren un “cierre genético cognitivo” con respecto a ciertos problemas?

Así como los perros o los gatos nunca entenderán el Teorema de Pitágoras, los cerebros humanos parecieran estar cerrados a algunos de los secretos del mundo sin evolucionar para poder descubrir los orígenes. Ambos misterios se nos aparecen como intratables y sus verdades simplemente inaccesibles a la mente humana. Sin embargo existen cuatro aspectos involucrados en alguna posibilidad de llegar a comprender el origen de la vida y del universo: las extensiones metales¹, el conocimiento colaborativo¹ e integrado, la lucha entre el hombre y sus genes², y el  software-mente³. 

Extensiones mentales: nuestros débiles cerebros tal vez no puedan responder todas las preguntas y comprender todos los problemas. En ese caso estamos hablando del cerebro desnudo, pero el hombre ha desarrollado una cantidad importante de herramientas incluyendo una variedad de herramientas cognitivas. La ciencia y la tecnología le permiten superar muchas limitaciones naturales. Desde las matemáticas, un ejemplo de extensión mental, nos permite representar conceptos y trabajar sobre la capacidad de los cerebros desnudos, hasta las tecnologías que nos brindan la posibilidad de avanzar sobre nuestras percepciones naturales e incursionar en la “visión” de todo el espectro electromagnético, de lo muy grande y lo extremadamente pequeño. De manera similar, usamos objetos físicos (como papel y lápiz, computadoras, etc.) para aumentar enormemente la capacidad de memoria de nuestros cerebros desnudos. Por los ejemplos citados, entre otros, nuestras mentes se extienden literalmente más allá de nuestra dotación natural.

Conocimiento colaborativo e integrado: tal vez  nuestra especie única por ser capaces avanzar hacia el conocimiento cultural acumulativo e integrado. Una población de cerebros humanos es mucho más inteligente que cualquier cerebro individual aislado. Una empresa colaborativa por excelencia es la ciencia. Al colaborar con sus pares, los científicos pueden ampliar el alcance de su comprensión, logrando mucho más de lo que cualquiera de ellos sería capaz individualmente aumentando una evolución integradora y acumulativa. La inteligencia humana natural no es en la actualidad mayor a la de los habitantes de la antigua Grecia, nuestro avance hacia lo desconocido depende entonces del atesoramiento del inmenso legado del conocimiento humano acumulado a lo largo de los siglos a través del trabajo colaborativo.

La guerra entre el hombre y los genes: Richard Dawkins en su libro de divulgación “El gen egoísta” (The Selfish Gene), publicado en 1976, establece que el gen es la unidad evolutiva fundamental. Los organismos son, pues, meras máquinas de supervivencia para los genes. En tal sentido los seres humanos son utilizados por los genes para perpetuarse en el tiempo y el hombre deja su lugar central para convertirse en un soporte descartable de la herencia genética. La rebeldía del hombre se comienza a vislumbrar a partir de 1973 con las primeras experiencias de ADN recombinante, el nacimiento de la ingeniería genética y las técnicas nano y biotecnológicas en general. A partir de las experiencias de ADN recombinante, del silenciamiento de genes posible con la técnica de ARN de interferencia (ARNi) y la nueva ingeniería genética “in vivo” del sistema CRIPR-Cas 9 el hombre está en condiciones tomar el control de la situación cambiando el destino de la perpetuación de ciertos genes e intentar prevalecer de algún modo. Un campo de batalla, donde la inteligencia del hombre concebida para sobrevivir lo suficiente de modo de perpetuar a los genes, se tradujo en armas científicas-tecnológicas para intentar dominarlos, desprenderse de sus limitaciones y extender las posibilidades de nuestro cerebro para poder abordar preguntas para las cuales estábamos genéticamente limitados.

El software-mente: finalmente el avance en las NBIC (Nano-Bio-Info y Cognotecnologías) permite vislumbrar la posibilidad que el inmenso legado del conocimiento universal tal vez pueda pasarse de un humano a un robot como hoy se pasa el software de una computadora a otra. Si admitimos que la mente es al cuerpo como el software lo es al hardware, la posibilidad de poder trasferir el software-mente a un robot con un cerebro cuasi similar puede llegar a constituirse en una realidad y en la gran revolución del siglo XXI. Humanos robotizados inmortales no dependientes de genes, genoma ni ingeniería genética. Recordemos la viabilidad de contar, a fines del año 2025-2030, con cerebros similares construidos sobre la base de nanochips neurosinápticos, los proyectos cerebro humano (Human Brain Project-Brain Activity Map) y de los adelantos en nanotecnología capaces de producir una piel de grafeno, más sensible que la humana, ojos-nanocámaras para ver más allá del espectro visible, etcétera. En ese caso todos podríamos ser viajeros del universo y andar por el espacio sin preocuparnos por la temperatura, la atmósfera, la falta de agua, la comida y del escaso tiempo cósmico de nuestras vidas.

En tal circunstancia tal vez, eliminada las restricciones de los genes condicionantes, podremos formular preguntas para las cosas que hoy sabemos, es decir sobre incógnitas desconocidas sobre las cuales ni siquiera podemos aún enmarcar preguntas correctas ya que por alguna razón (desconocida) la inteligencia humana no está a la altura de la tarea. Lo expuesto señala una evolución posible para superar nuestras limitaciones biológicas y comprender como comenzar a desentrañar los misterios de la vida y del universo.

Lecturas complementarias:

1.-Maarten Boudry. Human intelligence: have we reached the limit of knowledge? The Conversation. https://theconversation.com/human-intelligence-have-we-reached-the-limit-of-knowledge-124819

2.-Alberto L. D'Andrea. La guerra invisible: el hombre vs los genes. https://www.investigacionyciencia.es/blogs/tecnologia/102/posts/la-guerra-invisible-el-hombre-vs-los-genes-15566

3.-Alberto L. D’Andrea y col. La convergencia de las tecnologías exponenciales & la singularidad tecnológica. Capítulo VIII. Editorial Temas. Buenos Aires. Argentina. 2017.

Desde Aristóteles nunca nadie se atrevió a tanto.

Aristóteles (384 a.C. – 322 a.C.) de Estagira, en Tracia, ha influido profundamente en la historia de Occidente a través de sus estudios y observaciones científicas. El introduce los cuatro elementos esenciales para la vida: el fuego a la vez caliente y seco, la tierra seca y fría, el agua fría y húmeda y el aire húmedo y caliente. Las propiedades que los vinculan se oponen entre sí (seco-húmedo y frío-caliente).

Para Aristóteles, cada humano estaba formado por una proporción única de los cuatro elementos, diferente de cualquier otro ser humano. 

La concepción de Aristóteles perduró durante cientos de años, aproximadamente dos milenios y constituyó la primera teoría física especulativa conocida. Hoy sabemos de su escasa validez científica. Sin embargo, teniendo en cuenta los recursos de la época y basándose apenas en la observación, Aristóteles intentó e inició un camino hacia la compresión de la naturaleza humana.  Mucho avanzó la ciencia y la tecnología desde entonces. La vida en la actualidad, si bien sigue vinculada a factores de la naturaleza como la tierra, el aire, el fuego y el agua, avanza hacia complejas disciplinas científicas-tecnológicas centradas en la trasformación de la naturaleza, como la nanotecnología y la biotecnología, las cuales  integradas a la gran capacidad de acción de la infotecnología, conforman un grupo de disciplinas con crecimiento exponencial con posibilidad de interactuar ente sí mediante una simbiosis innovadora para dar respuestas a las acuciantes problemáticas socioeconómicas del planeta.

Es el siglo de las tecnologías convergentes NBIC (Nano. Bio, Info y Cognotecnología). 

En el nuevo contexto los “elementos” de Aristóteles responsables de la formación en una proporción única del ser humano se podrían reemplazar por “elementos” relacionados a complejidades crecientes como ser: la vida humana, la inteligencia humana, la vida robotizada y la inteligencia artificial. Las cuatro vinculadas a través de las propiedades inherentes a las NBIC. Tal vez un encuadre interesante, producto de la experiencia milenaria, es que ahora no aparecen como opuestas, parecieran complementase en función de ambiciosos objetivos como el logro de un cerebro artificial y el de poder trasferir el software-mente de un humano a un robot. No obstante podemos vislumbrar cierta oposición entre la biotecnología y la nanotecnología en el intento de pasar de una vida humana mortal a una vida robotizada inmortal, sin necesidad de genes ni de ingeniería genética. Sí surgen  opuestos definidos en los "elementos": inteligencia humana-inteligencia artificial y  vida humana-vida robotizada. 

Finalmente con relación a la presentación de los cuatro “elementos” para el siglo XXI, cabe reflexionar que desde Aristóteles nunca nadie se atrevió a tanto. Seguramente, su validez científica, tampoco perdure dos milenios.

Lectura sugerida: La Convergencia de las Tecnologías Exponenciales y la Singularidad Tecnológica. Editorial Temas. 2017.