Revista Ciencias

La llamada achicoria (Cichorium intybus L.) es también conocida como achicoria amarga, achicoria de Bruselas, achicoria silvestre, almentón, almirón amargo, caramoja, camarroya, cicondrilla, cicoria, chicoria, husillo endivia y usillo.

La achicoria es una planta de la familias de la compuestas cuyo nombre genérico (Cichorium) alude a su antigua denominación griega. Se trata de una hierba con tallos verde blanquecinos, rectos que puede llegar a medir hasta 1 metro y que produce flores azules durante el verano.

Esta planta, utilizada por los egipcios como planta medicinal, figura en el papiro de Ebers (1500 a.c.). Posteriormente, en la época romana, Galeno la describió y la recomendaba en forma de jarabe para las afecciones hepáticas y dolores de hígado. Dioscórides, en el libro, capítulo XXI de su obra "Materia Médica", habla de dos especies, afirmando que hay "una salvaje y otra doméstica", es decir cultivada, diferenciándolas por su amargor. De la especie "salvaje" describe sus caracteres morfológicos y dice que era conocida en Grecia con el nombre de "Picris" y "Cicorea", de donde le viene el nombre a la planta, afirmando asimismo que es "virtud fría y conveniente al estómago". Según este autor, también se preparaban cocidas con vinagre y se usaban en forma de emplasto para curar la gota y las inflamaciones de los ojos.

Respecto a la raíz, menciona que se usaba contra la picadura de alacrán mezclada con abayale y vinagre, para producir frío sobre la piel lesionada.

Andrés de Laguna, en su traducción y comentarios de la obra de Dioscórides, señala que fue llamada por los griegos "Seris" y por los latinos "Intybus". Respecto a la achicoria salvaje comenta que en su época se diferenciaban dos; una "Picris" por ser muy amarga, también llamada "Cichorium" y otra "Hepynois", que era denominada así por producir el sueño con facilidad.

De Laguna diferencia también la achicoria de otra especie cercana taxonímicamente, que es el "diente de león" u "hocico de puerco". De la achocoria salvaje, este autor menciona que: "la endivia salvaje suele encoger y apretar de noche sus hojas y sus flores". 

Respecto a sus propiedades señala que servía para males del hígado.

En la actualidad se utilizan las hojas y las raíces por su acción eupéptica, colerética, diurética y algo laxante.

Contiene lactonas sesquiterpénicas, lactucina, lactoprina y principios amargos. L araíz tiene una alta proporción de insulina y de sus hojas se han aislado el ácido chicorésico y la esculeín-7-glucósido.

En ese entonces lo único que me preocupaba era volver a   verla. Hacía dos años que ella se había ido y durante todo ese tiempo únicamente salí con una mujer cuatro o cinco veces. Me sentía tremendamente solo.  

Nada aparte de mi trabajo me mantenía con ganas de estar vivo, nuestra investigación era sumamente interesante y mi profunda depresión no solamente no la retrasaba, sino que mis camaradas estudiaban y trabajaban con más ganas con el afán de verme distraído y ocupado. 

Durante todo ese tiempo sentía que cada vez nos acercábamos más a la clave de la secuencia del maldito virus.    

La forma de mutar de VIH-VII hacia VIH-VIII nos había dado la pista y éramos los primeros en tener cepas, mutantes junto a las originales.

Sabíamos cómo se había dado el primer paso y podíamos inducir la mutación.

Eso era más de lo que cualquier equipo de científicos en el mundo podía esperar de un golpe de suerte. Sin embargo, las consecuencias que habría de traer nuestra negligencia estaban lejos del ambiente de euforia triunfal de esos primeros días. ¿Cómo podría ser de otro modo si pensábamos casi tener una vacuna para todo el complejo SIDA?

Desgraciadamente ninguno de nosotros pudo darse cuenta de los monstruosos efectos que provocaría IRTRC —nuestra vacuna— hasta que fue demasiado tarde.   

La probamos en monos con buenos resultados, luego todos aquellos prisioneros de Nebraska y después con todos los internos del reclusorio. Todas esas veces con resultados prometedores.  

Cuando anunciamos en París que ya teníamos la ansiada vacuna, fue todo abrazos y felicitaciones. Solamente Eve Vignon —la brillante discípula de Montagneir— tuvo un leve atisbo sobre la peligrosidad de la vacuna en genotipos para los que la reversotranscriptasa jugara un papel importante. Sin embargo, ambos reforzamos nuestra mutua confianza y decidimos —¡qué desgracia!— que seguramente ORTRV era la clave no sólo del SIDA, sino tal vez también del cáncer y…  

Ella fue una de las primeras en morir. Probablemente yo mismo la infecté. Su locura la hizo volar toda una manzana… pensaba que los nazis entraban nuevamente por Champs Eliseés y tenían bombas atómicas…

Mi amada Eugenia provocó la muerte de casi toda la Ciudad de México, tratando de vengarse de mi. Introdujo LSD en el sistema de agua potable y lanzó un comando guerrillero a varias radiodifusoras —claro, todas mujeres infectadas— provocando suicidios colectivos espantosos. Las mexicanas actuales tienen menos de diez años y la historia deberé llamar a nuestro nuevo virus —nuestra vacuna— Síndrome de Esquizofrenia Femenina Adquirida, y todo por culpa nuestra… Pero lo que me atormenta más, señor periodista, es que nunca pude verla de nuevo y decirle que la quise siempre…

* Gracias a Frank Herbert, a quien le robé la idea.

Recientemente la policía atrapó a un narcotraficante con un par de kilos de coca. Al ser interrogado —como se acostumbra— el inculpado confesó tener 200 pericos. Coordenadas de por medio, los policías se apresuraron a localizar el cargamento de droga.

Sin embargo, al llegar al lugar, cuál fue su sorpresa al encontrar: ¡200 pericos de carne, huesos y plumas! Si se considera que algunas especies pueden llegar a costar más de un millón de pesos, el botín no es nada despreciable.

La Jornada, 3 de agosto

Posibles efectos del trabajo en computadoras

“Si todos los animales tienen que morir por el hombre, por lo menos que mueran de manera humanitaria”, Lolita Ayala, Canal 2.   

Y la Adriana Abascal, Miss México: al preguntársele si se consideraba ecologista, la participante en el certamen Miss Universo respondió: “No, porque a mí me gustan los abrigos de visón, aunque no quisiera yo matar al visón…”.   

Penultimatum, La Jornada, 21 de mayo y 26 de agosto.

POSIBLES EFECTOS DEL TRABAJO EN COMPUTADORAS

Según un informe de la Organización Internacional del Trabajo, laborar ante una pantalla causa serios trastornos al hombre: padecimientos oculares, problemas en el sistema músculo-esquelético y múltiples tensiones, son las más comunes. Más aún, se sospecha que las radiaciones de frecuencia ultrabaja emitidas por las pantallas ocasionan un gran número de partos malogrados, así como defectos congénitos en niños de mujeres que se dedican a estas labores.     

Por otro lado, Dieter Korckzakí, del Instituto de Planificación Social y de Programas de Münich, realizó un estudio en personas que trabajan en computadoras y encontró que este tipo de trabajo provee “un montón de sufrimientos psíquicos y psicosomáticos”, principalmente a nivel sexual. Estimulan el apetito sexual e impulsan a una rápida satisfacción del deseo, aunque también pueden conducir a una total inactividad en el sexo. 

Los investigadores pegados a su computadora ¿serán los nuevos mártires de la ciencia?

La Jornada, 19 y 21 de agosto.

Movimiento obrero y rebeldía ecológica

Radioactividad

y glasnot

MOVIMIENTO OBRERO Y REBELDIA ECOLOGICA

Por segunda vez, los estibadores del puerto de Liverpool se negaron a descargar una nave repleta de desechos tóxicos, a pesar de la orden girada por las autoridades.

A principios de agosto un buque soviético, procedente de Canadá, cargado con desechos del incendio de una fábrica de sustancias químicas de Quebec, arribó a aguas inglesas. Los estibadores de Liverpool y de Tilbury, apoyados por activistas de Greenpeace, se negaron a descargar las contenedores llenos de los ya conocidos PCB (ver noticiencia en los números 14 y 15).

Una semana después, otra nave soviética, también procedente de Canadá, transportando 15 contenedores con bifenil policlorurado, atracó en los muelles: los estibadores se negaran nuevamente a descargarlo.
Se esperan cerca de trece barcos más con cargamentos similares, una dura prueba para los ya legendarios dockers.

 La jornada, 17 agosto

RADIOACTIVIDAD Y GLASNOT

Esconder la información y tergiversar las cifras era práctica común en la URSS. La perestroika y la Glasnot (transparencia) han permitido que emerja una realidad hasta la fecha oculta. Gracias a estos fundamentos nos hemos podido enterar de la contaminación, la violencia, la corrupción, la delincuencia y demás males que aquejan a la población soviética.

Un ejemplo reciente es la aparición en la revista Moskovska Novosti del 16 de agosto, de los resultados de un estudio acerca del efecto de las radiaciones producidas por las pruebas nucleares realizadas durante las décadas de los 50 y los 60 en la península nordestina de Chukota.

La población de Chukota presenta la tasa de mortalidad por cáncer en el esófago más alta del mundo. Ésta se ha incrementado a partir de la época de las pruebas atómicas. Lao más afectados son los criadores de renos, quienes han consumido durante años la carne contaminada. Los niveles de radiactividad detectados son comparables a los de Chernobil.

Éste hecho debería hacer que nos inquietásemos por la posibilidad de que se lleve a cabo un ensayo nuclear en nuestra zona fronteriza con los Estados Unidos, así como por la cantidad de agua vertida al mar después de haber sido puesta en marcha la planta de Laguna Verde, a pesar del argumento de la CFE de que la radioactividad de ésta se encuentra dentro de las normas establecidas (lo cual siempre se ha dicho al realizar cualquier prueba).

Cabe mencionar que en un principio la CFE se negaba a aceptar el haber arrojado esta agua al mar, hasta que, debido a las presiones locales y de los medios de comunicación, tuvo que aceptarlo. De lo que se deduce que no sólo la URSS necesita Glasnot.

La Jornada, 3, 17, 19 agosto.

 “No sé dónde estoy ni de dónde vengo ni a dónde voy”

El cálculo, lo improvisto.
(Las figuras del tiempo de Kepler a Thom)
IVAR EKELAND.
Breviarios del Fondo de Cultura Económica, (1988), 204 p.

Este libro, dividido en tres importantes etapas —paradigmas— nos lleva desde la ruptura de la teoría geocéntrica y la versión heliocéntrica, hasta el rompimiento de las teorías cuantitativas y la versión de las teorías cualitativas y los modelos de Thom.        

Ekeland nos narra en forma en forma amena, el surgimiento de las leyes de Kepler y de Newton, pasando por los trabajos de Copérnico y de Galileo.        

En esa época fue un cambio radical el probar la teoría heliocéntrica defendida por pocos y rebatida por la mayoría, entre ellos las autoridades eclesiásticas. La idea central era que la “construcción” del Universo debería regir leyes de armonía sencillas y claras, de hecho, Copérnico supone que las órbitas son circulares pero insiste en que el Sol es la figura central de nuestro sistema.       

El reto siguiente al descubrir las trayectorias elípticas de los planetas fue una pregunta simple: “¿qué mueve a los planetas?” y he aquí que nace la teoría de la gravitación de Newton, apoyado por el cálculo. Los problemas reales motivan una teoría totalmente nueva, de las ecuaciones diferenciales, y que si un fenómeno se rige por una de éstas, es posible predecir el futuro y conocer el pasado, siempre y cuando se conozca lo que ocurre en el presente (postulado de la teoría determinista).

El problema se complica debido a las restricciones de las leyes keplerianas, ya que éstas no describen las fuerzas ejercidas entre los mismos planetas. Esto es un preámbulo hacia el trabajo de Poincaré: las limitaciones de lo cuantitativo y el entendimiento de lo cualitativo. “Ciertos acontecimientos físicos no son calculables pero sí previsibles y otros acontecimientos predichos mediante modelos matemáticos no se producirían en la realidad física”.   

Es aquí que hay un rompimiento en la aplicación de las teorías del universo macroscópico al universo microscópico, el cual es mucho más complejo. Aparece el sistema dinámico en el cual las computadoras ayudan a entender su complejidad al dar bosquejos aproximados de sus soluciones.   

Entra en juego el “determinismo aleatorio”; el resultado del lanzamiento de un dado debería ser totalmente previsible, el problema consiste en la miríada de factores que influyen en el resultado final lo cual hace de este fenómeno aleatorio, imprevisible e inestable.    

Un proceso puede cambiar terriblemente a lo largo del tiempo si son modificadas muy poco las condiciones iniciales. Aparece el concepto de atractores extraños con la Herradura de Smale y la bifurcación de Feigenbaum.    

Paralelamente al “caos” tenemos el resurgimiento del “ave Fénix: El Regreso a la Geometría”.   

Con el trabajo de Darwin y otros, se lucha por la comprensión de fenómenos muy complejos. A diferencia del trabajo de Newton, no es una teoría determinista, pero sí explicativa. Ekeland hace un paralelo con los trabajos de Thom en el área de singularidades y catástrofes.  

Los sistemas con equilibrio estable en los cuales se predice el futuro y éste es invariante a perturbaciones de los estados iniciales tiene ejemplos en la física. Más no hay que caer en la tentación, como Ekeland hace la advertencia, de aplicarlos a modelos mucho más complicados, como son las ciencias humanas.      

En la teoría de catástrofes de R. Thom existen las variables internar y externas (parámetros), y el cambio cualitativo del sistema depende de éstas últimas. Para su manejo se trata de que el número de variables externas, sea pequeño. El autor analiza los ejemplos clásicos de la cúspide y las singularidades de orden superior elementales.    

En los casos de catástrofes elementales existe cierta “densidad” de los problemas que se rigen siguiendo esta fenomenología pero muy cerca puede haber sistemas totalmente diferentes. La idea central en esta teoría es que al descubrir un fenómeno (no disipativo) hay que averiguar si éste se ajusta a los “modelos” de Thom.     

Estamos pues en la disyuntiva de la concepción global determinista (el pasado y el futuro se conocen a partir de todos los conocimientos en un momento dado), y la otra concepción en que el tiempo no deja huella para adivinar el futuro. Un breve resumen de la Ilíada y la Odisea da un remanso al lector e ilustra de una manera muy bella estos dos caminos. Luego, la variable tiempo hace su aparición y “es una necesidad pero también es libertad, que al lado de grandes regularidades, deja el lugar para la entrada de lo verdaderamente nuevo”.   

El libro incluye dos apéndices: “Preludio y fuga sobre un tema de Poincaré” y “La bifurcación de la Feigenbaum”. 

León Kushner Schnur

La enciclopedia de la Ignorancia.
ROLAND DUNCAN y MIRANDA WESTON-SMITH.
Fondo de Cultura Económica, (1985), 528 p.

Las enciclopedias han perdido su sentido original. Actualmente, alguien toca a la puerta y en dos segundos —sin que uno entienda cómo— ya cubrió la mesa de folletos, y con la misma velocidad, nos encontramos firmando letras de pago. Es cierto que uno siempre ha deseado una enciclopedia —mientras más grande mejor— y gracias a las ya no tan cómodas mensualidades se piensa que se ha realizado ¡una gran adquisición! La educación de los hijos está asegurada, pues la casa editorial se compromete a enviar año con año un volumen para actualizar la obra adquirida.      

Sin embargo, si nos remontamos al espíritu original de la Enciclopedia —y por qué no, si estamos en pleno Bicentenario— encontramos que lo imponente para D’Alembert, uno de sus artífices, no eran tanto los datos y cifras con que nos ahogan en esta era de la información, sino “las relaciones entre las ciencias”. En su discurso preliminar a la Enciclopedia, este gran matemático escribió:    

“El imperio de las ciencias y de las artes es un mundo alejado de lo común, en donde todos los días se hacen descubrimientos, pero en el cual existen relaciones fabulosas. Era importante asegurar las verdaderas, advertir sobre las falsas, fijar puntos de partida y facilitar así la investigación de lo que queda por encontrar. No se citan hechos, no se comparan experiencias ni se imaginan métodos más que para excitar al talento a abrirse rutas ignoradas y avanzar hacia descubrimientos nuevos, viendo como primer paso el lugar en que los grandes hombres terminaron su camino”.   

La idea de un conocimiento en constante movimiento inundaba los espíritus del siglo de las Luces. Grandes ideales y desafiantes empresas eran lo común: todo estaba por alcanzar.   

El siglo XIX, henchido de su “progreso”, rompió con esta búsqueda. Las famosas frases de Lord Kelvin y de Helmoltz sobre la cercanía del conocimiento total son significativas. La mecánica explicaba todo… hasta que la teoría cuántica y la relatividad hicieron sucumbir las grandes certitudes.   

No obstante, perece que la pérdida de éstas no afectó demasiado a la comunidad científica. La ciencia se presenta aún como la verdad más completa y acabada del planeta. Ei cientificismo se ha logrado imponer en esta época de constante cambio tecnológico.   

Es por ello que una obra como esta peculiar Enciclopedia es viento fresco que pone en relieve lo que comúnmente se olvida: es más todavía lo que ignoramos.   

Los editores de esta obra tuvieron una excelente ocurrencia: preguntar a destacados especialistas lo que aún se desconoce en el área en que trabajan. Respondieron figuras de la talla de Pauling, Crick, Bondi, Johanson, Maynard Smith y Frish.   

Dato curioso: mientras más renombrados son los participantes, más aceptan su ignorancia; aquellos que comienzan a figurar en el ámbito científico se hinchan de pretensiones.    

Sería inútil mencionar siquiera algunas de las interrogantes que se plantean en cada tema. Nos basta la afirmación de Sir Hermann Bondi: “La ciencia es por naturaleza inagotable”. Vale más la pena destacar un aspecto que nos parece fundamental: la complejidad de la naturaleza y de su conocimiento y por ende, la acción sobre ella. Complejidad del universo, complejidad del organismo, del entorno, del conocimiento, aparecen a lo largo de esta obra. Esto nos lleva a reflexionar acerca de la actitud que ha tenido el hombre ante la naturaleza. Llegar a ser amos y poseedores de la naturaleza era el sueño de Descartes. Conocer para dominar, decía Comte; y hasta la fecha se piensa que los problemas causados por esta actitudes resuelven con más de lo mismo (por ejemplo los daños ocasionados por el uso de ciertas tecnologías se quieren subsanar por medio de otras tecnologías).   

Es por esto que el no perder de vista la complejidad de la naturaleza nos puede permitir cambiar esta actitud de dominio por una de armonía. Así como el no olvidar que nuestro conocimiento nunca es total y que por lo tanto en nuestra relación con la naturaleza nunca podemos tener todas las cartas en la mano, nos puede hace más prudentes en nuestras acciones. Al poner en relieve estos puntos, la Enciclopedia de la Ignorancia retoma el espíritu de la de Diderot, para quien el objetiva de una obra de este tipo debe ser: “cambiar la manera común de pensar.

Las nebulosas planetarias son estrellas que se parecían originalmente al Sol, pero que al llegar a las etapas finales de su evolución, arrojaron al espacio sus atmósferas extendidas. Las nebulosas planetarias se observan como núcleos estelares calientes, rodeados de gas brillante en expansión. Se llaman nebulosas planetarias porque, observadas con un telescopio pequeño, se ven circulitos de color verde, parecidos a Urano y Neptuno.

Existen nebulosas planetarias de varias clases, dependiendo de la estrella que les dio origen. Las planetarias que provienen de las estrellas relativamente jóvenes y masivas (respecto al Sol) y que se encuentran en el disco de la galaxia, tienen envolventes de aspecto filamentario y son ricas en nitrógeno y helio, que fue procesado dentro del núcleo estelar. En cambio las llamadas Nebulosas planetarias de Halo, tienen formas más simétricas, provienen de estrellas poco masivas y son subabundantes en algunos elementos químicos (el halo de la galaxia es una estructura cuasiesférica que rodea al disco y que está poblado por estrellas viejas).    

De las 1200 planetarias reportadas hasta ahora en la literatura, sólo cuatro eran de halo. La investigadora Miriam Peña, del Instituto de Astronomía de la UNAM, junto con los doctores Ma. Teresa Ruiz, José Maza y Luis González, de la Universidad de Chile, acaban de descubrir una quinta planetaria de Halo. Esta nebulosa lleva el nombre de PN 6-41-1, sólo se observa en el hemisferio Sur y está a una distancia de 25000 años luz.    

La importancia de ese descubrimiento es que será clave para el estudio de la evolución química de las estrellas de baja masa, así como para los modelos de evolución química de la galaxia.

Objeto compacto de M104

Días y noches vistos desde otros mundos

 Objeto compacto en el centro de M104

M104 (el objeto 104 del catálogo de Messier) conocido   también como “El Sombrero”, es un conglomerado estelar, de unos cien mil miembros, forma parte de la constelación de Virgo y está a unos 60 millones de años luz de distancia; es una galaxia rica en gas que se observa casi de canto y que presenta una franja de polvo que la atraviesa oscureciendo el material brillante.           

Cada vez hay más indicios que hacen pensar a los astrónomos que en los centros de las galaxias existen objetos compactos: estrellas viejas, degeneradas, cuyo material se ha colapsado, provocando que tengan densidades y fuerzas gravitacionales enormes, como las llamadas estrellas de neutrones y hoyos negros.         

Para medir las masas de los cuerpos celestes, se recurre a las fuerzas que unos ejercen sobre otros; en particular se observa la forma en que se desvían de sus órbitas rectilíneas. Los astrónomos B. J. Darvis y P. Dubath, calcularon que la masa necesaria para explicar las velocidades de las estrellas cercanas al núcleo de la galaxia de El Sombrero, es mil millones de veces más la masa del Sol. En forma independiente, el investigador J. Kormendl, descubrió en esa galaxia un disco de estrellas rotando a gran velocidad, alrededor de un objeto “invisible”, el cual podría ser un hoyo negro muy masivo.    

Existen muchas otras galaxias donde se piensa que hay objetos compactos supermasivos u hoyos negros; M31, M32, M87 y la misma Vía láctea (la galaxia de la cual formamos parte).

Días y noches vistos desde otros mundos

 Todos los planetas y satélites del Sistema Solar pueden presentar fases si son observados a distancia. Estos se debe a que cada uno de ellos tiene una cara iluminada y otra en la oscuridad: la que apunta hacia el Sol recibe luz, y la que apunta en dirección opuesta no. La velocidad de rotación de un cuerpo determina la duración de sus “días”. Por ejemplo, la Tierra rota sobre su eje cada 24 horas, lo mismo que Marte, y en estos cuerpos cada punto del planeta recibe alternadamente y en promedio, 12 horas de luz y 12 de oscuridad. Júpiter y Saturno tienen periodos de rotación de 10 horas, por lo que se alternan días y
noches de 5 horas en sus superficies; en cambio, el periodo de rotación de Venus es de 243 días terrestres, por lo que se alternan 121.5 días de luz y 121.5 de sombra.       

Nuestra Tierra tarda 29.5 días en dar una vuelta sobra su eje, exactamente lo mismo que tarda en darle una vuelta a la Tierra, por lo que siempre vemos su misma cara. Unas veces nos toca ver esa cara iluminada y otras veces oscura, así como todas las situaciones intermedias, a las que llamamos fases. Cuando está la Luna Nueva observamos ese lado de noche. Cuando es Cuarto Menguante o Cuarto Creciente estamos observando la mitad de su lado noche y la mitad de su lado día, así como la línea que las separa, que es la línea del crepúsculo.

Si observáramos la Tierra desde la Luna también veríamos sus fases: Tierra nueva, creciente, llena y menguante.

Si fuéramos habitantes de IO, uno de los Satélites de Júpiter, también observaríamos las fases de Júpiter. IO tarda cuarenta y dos horas en dar una vuelta alrededor de Júpiter, y ese plantea siempre le da la misma cara. Si observáramos a Júpiter desde IO veríamos todas sus fases: Júpiter nuevo, creciente, lleno y menguante, en cuarenta y dos horas.

Además habría otra particularidad; como Júpiter es tan grande en comparación con IO y este último se mueve en el mismo plano de la órbita de Júpiter, cada vez que Júpiter está en fase nueva produce un eclipse de Sol, así que en IO hay eclipse de Sol cada cuarenta y dos horas.

Al llegar a los veintiún años una persona ha pasado siete de ellos durmiendo, y de éstos, sólo casi dos soñando. A los 45 ya habrá pasado 15 durmiendo y cuatro en ensoñaciones; y a los 60, 20 años durmiendo y cinco en sueños. Hasta el momento se desconocen los porqués de este fenómeno. Se ha avanzado en el conocimiento de ciertos procesos, más no se ha llegado a un acuerdo en cuanto a la función que cumple el sueño, ¿qué sucede durante todos esos años de nuestras vidas?

El hecho de dormir durante la noche era considerado como algo natural hasta hace unos cuantos siglos. El movimiento de rotación de la Tierra estaba incorporado al ritmo de vida: las actividades fundamentales de sobrevivencia se llevaban a cabo durante el día y en la noche hombres y mujeres se protegían y guarecían para dormir.  

Este ritmo de vida se había preservado a lo largo del tiempo. Se cazaba o recolectaba y se cultivaba o pastoreaba durante el día y la duración de éste variaba en función de las estaciones y latitudes.    

La urbanización y el desarrollo del trabajo asalariado basado en el tiempo laborado, el crecimiento del comercio y la usura, van a conferir al tiempo un valor cada vez más preponderante. Esta transición ha sido ubicada por varios historiadores entre los siglo XI y XII, en la Europa Medieval. Antes de estos cambios, para el campesino o el habitante de las poblaciones rurales, el tiempo cotidiano no poseía importancia alguna, eran días de una estación del año, durante los cuales era necesario realizar determinadas labores. Los cambios de estaciones sí se consideraban trascendentes, incluso eran días festivos o rituales.

De ello hasta la fecha nos quedan vestigios, aunque hoy su significado sea otro.

Levantarse y acostarse con el Sol, tal era la regla. Cambios de estaciones, tormentas y demás cataclismos naturales eran parte del orden divino, de los ritmos creados por Dios. Se trataba de una sociedad poco preocupada por la cuantificación del tiempo, por la exactitud, por la medida del tiempo de trabajo. Pero, como ya lo mencionamos, el desarrollo de las ciudades en las que se concentran las actividades comerciales, bancarias y de manufactura, va a romper con este orden. Un evento simboliza este cambio: a fines del siglo XI, en Florencia, cuna del Renacimiento, las campanas de la iglesia empezarán a marcar el principio y el fin de la jornada de trabajo.     

Durante los siglos XII y XIII, el tiempo y la duración de la jornada de trabajo se convierten en objeto de polémica. La Iglesia condena a los usureros por lucrar con algo que no es de ellos, que pertenece únicamente a Dios: el tiempo. Si se prestaba cierta cantidad de dinero y conforme pasaba el tiempo la suma que debía entregar la persona que adquirió el préstamo se incrementaba, era el tiempo y no un determinado trabajo el que producía el aumento. Tiempo divino usurpado: acción impía castigada con el infierno. Sin embargo, todo tiene arreglo en esta vida, y la disputa terminará favorablemente para ambas partes al ser creado el purgatorio, en donde los usureros pagarán sus pecados bursátiles para después poder acceder al paraíso, ya redimidos. (Le Golf, 1986).      

La extensión de la jornada de trabajo fue una reivindicación de los obreros, quienes veían en esto una posibilidad de aumentar el salario, al igual que en el incremento del trabajo de noche. En medio de este tipo de argumentaciones, reivindicaciones y disputas, llegó el siglo XVI para dar lugar a la Razón que florecería durante el siglo XVII y se encumbraría en el XVIII. Para entonces el uso del reloj ya se había extendido lo suficiente como para llegar a ser en la vida cotidiana de los habitantes de las ciudades lo que es actualmente: un tirano. 

LA REBELION DEL ORGANISMO

 “El reloj, no la máquina de vapor, es la máquina clave de la moderna edad industrial”, escribió L. Mumford. No obstante, a fines del milenio, nuestro organismo sigue manteniendo su propio ritmo. El trabajo nocturno continúa afectando considerablemente a quienes se ven obligados a realizarlo, la reducción de las horas de sueño y su desfase continuo provocan múltiples efectos en el organismo, y quienes tienden a acostarse más tarde de lo establecido, pero deben levantarse al igual que todo mundo, sufren terriblemente al dejar la cama. ¿Por qué el organismo se rebela ante los horarios que se le imponen?

La rotación de la Tierra ha tenido un efecto determinante en el ritmo de vida de los organismos: flores que giran con el Sol, que abren sus hojas con la luz del día y las cierran al caer la noche; la mayoría de los animales viven de día o concentran la mayoría de su sueño durante la noche. De la misma manera el movimiento de traslación afecta los ritmos de vida: migraciones, copulación, gestación, etc. Incluso el ciclo lunar ejerce una influencia considerable: las mareas condicionan e inciden en los ritmos de muchos animales marinos y la relación de este ciclo con el ciclo menstrual de la mujer es innegable.    

Ante todas estas sincronías, el hombre se ha quedado perplejo, pero también ha intentado encontrar alguna explicación. Aparentemente las primeras investigaciones sobre estos ritmos fueron realizadas por un astrónomo francés llamado Jean Jacques d’Ortous de Mairan, quien en 1729 privó de luz durante varios días a un planta (probablemente mimosas) y observó que la planta continuaba abriendo sus hojas por la mañana y cerrándolas al llegar la noche. La oscuridad y el aislamiento no afectaban su ritmo.   

Algunos años más tarde, Henri-Louis Duhamel de Monceau repitió el experimento encontrado que ocurría lo mismo, incluso independientemente de la temperatura. La conclusión se imponía: la planta posee un ciclo cotidiano propio, un reloj interno.   

Este ciclo denominado pro el Dr. Franz Halberg, circadiano (del latín circa cerca y dies día). Su duración aproximada es de 25 horas, aunque puede oscilar entre 23 y 27 horas. Así, ya no queda la menor duda de que todos los seres vivos poseen un reloj interno, aunque sea realmente difícil determinar estos ciclos en una ostra o en los insectos.

Se piensa que la existencia de estos relojes biológicos encuentran su razón de ser, en que “elevan la posibilidad de supervivencia al poner a las criaturas a tono con los cambios regulares de la naturaleza. La criatura más sencilla, carente de cerebro, está ya preparada de antemano para percibir aproximadamente el siguiente cambio del ambiente exterior”. (Gaer Luce y Segal, 1966).

De hecho son muchos los ciclos corporales que tiene un ritmo circadiano: el latido del corazón, la presión sanguínea, el metabolismo, la cuenta de las células de la sangre, el número de células que se dividen en los tejidos, el volumen y la química de la orina y el aumento y disminución de la temperatura, entre otros.

Pero, ¿qué tan flexibles son los ritmos circadianos? A esta interrogante trató de responder un renombrado especialista del sueño, Nataniel Kleitman, quien junto con uno de sus estudiantes se sumergió en las profundidades de una gruta y se propuso vivir jornadas más largas y más cortas, lejos de toda influencia natural o social.   

Durante un mes intentaron vivir días de 21 horas, obteniendo cierto éxito; pero cuando trataron de alargarlas a 28 horas, Kleitman —que ya pasaba de los 40 años de edad— no pudo resistir, su organismo se aferraba a los días de 24 horas.           

Posteriormente el mismo Kleitman llevó a cabo un experimento en Spitsbergen, Noruega, en el verano, durante el cual la luz diurna no cesa. Proporcionaron a un grupo de estudiantes relojes falsos que alargaban el día a 28 horas, y a otro grupo relojes que lo acortaban a 21. Los pocos estudiantes que se adaptaron mostraron cambias en los ciclos químicos de su organismo. Se tomaron muestras de orina y se midieron concentraciones de sodio, calcio y potasio. Estos iones desempeñan un papel básico en las funciones del organismo: determinan cómo las membranas del riñón filtran las sustancias al purificar la sangre y mantienen la excitabilidad de los músculos del corazón y el equilibrio eléctrico de las células del cerebro. Su ciclo de concentración en la orina a lo largo del día es bien conocido, así que se establecieron comparaciones con los resultados obtenidos en los diferentes grupos de estudiantes: el ciclo del sodio y del calcio se encontraban adaptados a la nueva situación, mientras que el potasio se mantenía tercamente en su mismo ciclo.     

Se han efectuado muchos experimentos de este tipo con el fin de saber hasta qué punto son susceptibles de ser transformados estos ciclos, y los resultados son, a fin de cuentas, tajantes: nuestro organismo sigue pautas bien establecidas; no importa que éstas sean funciones funcionales, determinaciones genéticas o hábitos adquiridos, son sus propios ritmos y le son indispensables.

Por ejemplo, la capacidad de concentración de una persona varia de una hora a otra. Si se le aplica la misma prueba a diferentes horas que coincidan con el punto más alto y más bajo de su temperatura corporal se encontrará que sus respuestas son mejores en el primer caso.    

Es cierto que al interior de este ritmo las horas no se distribuyen por igual entre toda la gente. No todos dormimos lo mismo ni tenemos a la misma hora nuestros puntos más elevados de temperatura. Hay casos de gente que puede dormir sólo cuatro horas y tener un funcionamiento perfectamente normal, así como hay quienes requieren hasta de 10 horas. De la misma forma hay gente “de la noche” y “del día”, también llamadas lechuzas y alondras.              

No se ha determinado si estos rasgos personales son hereditarios o adquiridos, sin embargo se han realizado experimentos con personas pertenecientes a ambas categorías, a las que se han aislado y permitido organizar sus días como si estuvieran de vacaciones. Al cabo de unos días la separación entre los dos grupos empieza a perfilarse, y al final las “alondras” brincan de sus camas con el sol, como si tuvieran un resorte, mientras que las “lechuzas” se retiran a sus habitaciones ya pasada la medianoche y se levantan difícilmente antes de las nueve o diez de la mañana.     

Nuestro organismo funciona de acuerdo a ritmos circadianos de casi 24 horas. Aunque se nos obligue a levantarnos a las seis de la mañana cuando no nos sea posible conciliar el sueño antes de las dos de la mañana, a trabajar hasta la medianoche con una temperatura corporal baja o a laborar toda la noche, a pesar de ello, nuestro reloj interno nos rige inflexiblemente y termina por rebelarse ante estas imposiciones cronométricas.

DORMIR O NO DORMIR

 “El día y la noche suman veinticuatro horas. A un hombre le basta con dormir una tercera parte de las mismas”, decía Maimónides (1135-1204), cuantificando una observación milenaria. No obstante, la vida de nuestras sociedades modernas, ya más bien posmodernas, nos obliga a vivir tratando constantemente de arrancar al sueño un pedazo cada vez mayor de su territorio para “vivir más”. El tiempo es oro, pensaba Benjamín Franklin, y obviamente dormir no es money. Por lo que no es de extrañar que seamos los primeros en haber formulado la pregunta ¿es realmente necesario el sueño?, interrogante que dejaría atónito a cualquier habitante de latitudes menos estresadas o de épocas más despreocupadas por esta mágica mercancía.

Qué mejor escenario que la ciudad de Nueva York. Año de 1959. Por Times Square transitaban día y noche cientos y cientos de gentes que se detenían ante una cabina de cristal tratando de ver a un conocido locutor de radio, Peter Tripp, quien pretendía dejar de dormir durante más de ocho días, es decir, ¡254 horas! Mientras tanto, en el edificio de enfrente un equipo de científicos se instalaba para supervisar el evento.

Después de un primer examen general de salud, el tiempo empezó a correr. Cotidianamente se la aplicaban electroencefalogramas (EEG), tomas de sangre y orina, y diversas pruebas psicológicas. Tripp no dejó de transmitir su programa.    

Los efectos no se hicieron esperar: a los dos días declaraba no poder resistir más, pero gracias a las caminatas y pláticas, así como a las pruebas psicológicas y sus emisiones radiofónicas. Tripp se pudo mantener. Enseguida empezó a sufrir alucinaciones. Estas se producen normalmente después de cuarenta y ocho horas de privación del sueño, debido a que el organismo comienza a secretar un compuesto que pertenece a la familia del LSD.    

Transcurridos cinco días fue necesario el empleo de estimulantes para que pudiera mantenerse despierto. Difícilmente era capas de resolver dos de las series de pruebas psicológicas; las más complejas le resultaban insoportables. Aparecieron  señales de delirio. Normalmente entre las 40 y 100 horas sin dormir se produce una alteración en la percepción de los brazos y las piernas y las alucinaciones e ilusiones se vuelven continuas. El metabolismo de emergencia que produce el Adenosín Trifosfato (ATP) disminuye considerablemente, y la conducta se transforma y se altera por completo. El sueño se produce en forma de microsueños.      

120 horas después Tripp sufría de paranoia y sus alucinaciones aumentaban aún más. Salió corriendo de un cuarto sintiendo que era una antorcha humana. A las 150 horas de privación perdió el sentido de orientación, no sabía en dónde se encontraba ni quién era. Se pegaba a las paredes desconfiando de todo mundo y al bajar su temperatura empeoraba, mientras que sus ondas cerebrales aparecían como las del sueño profundo, muy lentas. Sin embargo, era curioso observar que a pesar de todos estos síntomas, durante sus transmisiones de radio (de las 17 a las 20 horas) se mostraba bastante coherente.

Por fin llegó el último día. Pero al entrar el médico a examinarlo, Tripp pensó que lo querían enterrar vivo y salió corriendo casi desnudo. Una vez concluidos los ocho días, Tripp pudo dormir a placer. No obstante, le bastaron trece horas para recuperarse y despertar casi perfectamente restablecido; sin embargo, le quedó un ligera depresión que le duró tres meses.     

El caso de este locutor no es el único; se han llevado a cabo muchos experimentos parecidos. La conclusión a la que se ha llegado es que, si bien la reacción y la tolerancia a la privación de sueño varían mucho de una persona a otra, en función de su constitución psíquica y de su personalidad y susceptibilidad propias, es innegable que después de un cierto lapso sin dormir, la gente se torna irritable, presenta rasgos psicóticos y paranoides y una gran cantidad de alucinaciones.     

De hecho, los efectos de la privación de sueño son conocidos desde hace siglos. Los romanos empleaban el tormentus viglae para debilitar a los prisioneros y éste era también uno de los métodos preferidos por la Inquisición durante los siglos XV y XVI para arrancar confesiones de culpabilidad. El denominado tortura insommiae, servía asimismo para producir alucinaciones que era interpretadas como una posesión diabólica. Lamentablemente es un método aún empleado comúnmente en el mundo entero por los “servicios de inteligencia” de muchos Estados.           

La investigación sobre este fenómeno se inició apenas a fines del siglo pasado. En 1894, Marie de Manaceire encontró que si se privaba del sueño a cachorritos de perro, a los cuatro o seis días, éstos perecían. En 1896, Patrick y Gilbert comenzaron a experimentar en humanos. Desafortunadamente los criterios empleados en sus trabajos no permitieron obtener más que algunas observaciones: alucinaciones, pérdida de reflejos y memoria, y descenso de la temperatura. Realmente el desarrollo de los estudios sobre el sueño tiene su origen en la década de los cuarenta. En estos años Taylor examinó a un grupo de soldados que había vivido en condiciones de precariedad de sueño, y en su informe aparecen los siguientes signos: irritabilidad, dolores de cabeza, problemas intestinales, reacciones psicóticas, etc.

A partir de entonces las pruebas con humanos se generalizaron hasta alcanzar su cúspide a fines de los años cincuenta, con la historia de Tripp. En ese momento al gobierno norteamericano le interesaba particularmente el efecto de la privación de sueño, debido a las declaraciones hechas por los soldados que participan en la guerra de Camboya. Según el gobierno, las confesiones de haber tomado parte en una guerra bacteriológica habían sido obtenidas por medio del tormentus vigilae, aunque hay quienes opinan que sólo se pretendía patologizar el asunto para ocultar lo que sucedía.    

Después de los experimentos en humanos se prosiguió el estudio en animales, por temor a las posibles consecuencias y daños irreversibles causados por una extrema privación de sueño.    

Actualmente la mayoría de los investigadores están de acuerdo en la función restauradora del sueño. Las discrepancias son acerca de cuál de las fases del sueño se encargan de ello. 

TRAS LA CORTINA DEL SUEÑO

En la historia de la ciencia, los instrumentos han desempeñado un papel fundamental. Sin telescopio no habría astronomía, ni biología sin microscopio. En el caso del estudio del sueño sucede lo mismo. Hasta principios de la década de los veinte, los métodos empleados impedían llegar más allá de una observación superficial de la persona dormida. Tratar de levantar los párpados a una persona profundamente dormida no es tarea fácil, e intentarlo decididamente torna el estudio en el de un sujeto despertado abruptamente.     

Entre 1924 y 1929 Berger realizó una serie de trabajos que sentaron las bases de la encefalografía. Gracias a éstos, fue posible tener acceso a la actividad bioeléctrica del sistema nervioso central y llevar a cabo el estudio de los estados de vigilia y sueño, ya que se logró un registro percutáneo, que no interfiere en la actividad encefalográfica del ser humano. Berge descubrió variaciones de su ritmo de unos diez ciclos por segundo (cps) en los estados de somnolencia y al abrir y cerrar los ojos (actualmente se conoce como ritmo alfa).    

A partir de esto, la investigación acerca de los ritmos encefalográficos en estado de vigilia y sueño, así como en situaciones normales y patológicas, tuvieron cierto auge. Gracias a ellos se pudieron establecer las diferentes fases en que se divide una noche de sueño. Así, se registraron cuatro fases en las cuales la actividad encefalográfica va disminuyendo.       

Pero en 1953, al estar observando el sueño en recién nacidos, Aserinski —un estudiante de Kleitman— notó que periódicamente ocurría un movimiento rápido de los ojos, sin estar abiertos. Al comparar éstos con la actividad encefalográfica encontró una sincronía entre los momentos en que se producían los movimientos oculares y una aceleración de los ritmos, los cuales eran similares a los registrados al inicio del sueño o de la vigilia. Al efectuar las mismas observaciones en adultos hallaron una frecuencia de cuatro a cinco veces, y cada uno de estos periodos emergía entre las fases de sueño de ondas lentas. Además repararon que si se despertaba a la persona dormida en ese periodo, los recuerdos de sus ensoñaciones eran muy frescos, lo que no sucedía en las fases de sueño lento.

William Dement, también estudiante de Kleitman, bautizó este fenómeno con el nombre de REM (Rapid Eye Movements, en español Movimientos Oculares Rápidos MOR). Posteriormente otro de los grandes especialistas en sueño, el francés Michel Jouvet, encontró que durante esta dase desaparece el tono muscular, por lo que la llamó fase de sueño Paradójico, ya que la coexistencia de una actividad encefálica elevada y una completa atonía muscular constituyen una paradoja. En Europa se le conoce bajo ese nombre.   

Es posible afirmar que actualmente se cuenta con un conocimiento bastante completo de las diferentes fases, de sus tiempos y de sus manifestaciones. Kilómetros y kilómetros de registros han permitido establecer lo que ocurre durante la noche de cualquier persona normal, en lo que a su sueño se refiere. Los mecanismos subyacentes, así como sus funciones, continúan siendo objeto de polémica.

Una noche de sueño se puede dividir en dos fases: en sueño de ondas lentas (SOL) y sueño REM (MOR); o en cinco fases: cuatro de SOL y una de MOR. Si a una persona se le prepara para realizar un registro de su sueño, y ésta se va a la cama a las doce de la noche, obtendríamos la siguiente descripción: 

• 12:00 horas: el sujeto se acuesta ya preparado. Paulatinamente se va relajando. Su pulso se hace cada vez más parejo y la respiración comienza a volverse regular. La temperatura rectal baja lentamente. Las ondas cerebrales tranza un ritmo alfa (de 9 a 12 cps), pero cualquier ruido o alteración pueden provocar su desaparición. Las ondas alfa se hacen más pequeñas.       

La percepción del tiempo del sujeto se altera, y en general, sus percepciones se hacen más lentas. Se producen sacudimientos mioclónicos, esto es, pequeños espasmos que sacuden al cuerpo. Se entra en un estado de ceguera funcional, es decir, que aún con los párpados abiertos, al entrar en esta fase de endormimiento, los ojos ya no captan las señales externas. Al mismo tiempo, los ojos ya se mueven lentamente de un lado a otro. Durante esta fase de transición se experimentan fragmentos de ensoñaciones, imágenes, alucinaciones, pensamientos raros, etc.

• 12:10: difícilmente se puede determinar en qué momento se duerme una persona, es por esto que la fase de “endormimiento” se funde con las fase I del SOL. Los músculos continúan relajándose y el latido del corazón es cada vez más lento. El ritmo alfa desaparece y se presentan actividades esporádicas de 5 a 7 cps (banda teta).

• 12:13: el “durmiente” desciende de la fase II del SOL. Las ondas de su cerebro presentan estallidos rápidos, llamados husos de sueño (14 a 16 cps) que alternan con actividad beta. Aparecen también potenciales agudos de alto voltaje en la región del vértex, llamados complejo K o puntas del vértex. Éstas se alternan con brotes de actividad delta (0.5 a 4 cps). Si el sujeto es despertado en este momento, pensará que no ha dormido del todo, sin embargo, aún puede despertar con relativa facilidad.

• 12:22: …lo cual sucede; el “durmiente” despierta. Se repite la fase de transición, Se va perdiendo en su inconsciente.

• 12:26: entra en fase I.  

• 12:30: la espiga desaparece y una grafía pequeña o regular, entremezclada de ondas lentas toma su lugar. Es el inicio de la fase III del SOL. En ella, las ondas lentas constituyen entre el 20 y el 50% del registro. Es más difícil despertar al sujeto, quizá mencionando su nombre o con un ruido más intenso. La relajación muscular aumenta y su respiración es uniforme, disminuyen su pulso, su temperatura y su presión sanguínea.

• 12:37: aparece un incremento de la cantidad de ondas lentas (por encima del 70%) y la actividad muscular se encuentra muy disminuida. Se producen movimientos oculares lentos. En este momento el sujeto está entrando en la fase IV o pase de sueño delta. Durante ésta es muy difícil despertarlo; sería necesario gritar su nombre fuertemente o tocar una campana; incluso moverlo. Al despertar no recordaría nada.      

Se dice que el sueño delta es el sueño más reparador o de los fatigados. Esto se ha observado en gente extremadamente cansada, la cual presente un incremento de la fase IV durante la primera parte de la noche, el aunque es cierto que, incluso en condiciones normales, el sueño delta tiende a disminuir confirme avanza la noche, concentrándose principalmente en la primera parte de ella. Además se piensa que es tan importante por las reacciones que se han observado en las personas a las que se ha privado únicamente de esta fase, y que tienen un aumento de ella o “rebote” al terminar la privación. Este punto ha sido estudiado por Webb y Agnew, psicólogos de la Universidad de Florida, quienes durante varias noches privaron de esta fase a varios estudiantes, y al dejarlos dormir normalmente, mostraban un incremento de sueño delta.   

El funcionamiento del cerebro es muy curioso durante esta fase. Se perciben sensaciones, más no conscientemente, es decir, se registra una reacción a sonidos y otros estímulos externos, pero los sistemas cerebrales que convierten un estímulo en experiencia o percepción consciente, no se encuentran funcionando.  

• 12:58: el sujeto asciende a las fase III del SOL. En realidad, con excepción de la etapa del SOL, en la cual se pasa cronológicamente de la I a las IV, no se sigue un orden. Una persona puede pasar de la I a la II, regresar a la I, pasar nuevamente a II, luego a III, volver a ascender a II, etcétera. 

• 1:00: debido a un cambio de posición el sujeto se despierta por un minuto, a pesar de que él no esté consciente.

• 1:01: el “durmiente” entra directamente a fase II.

• 1:05: pasa a fase III.

• 1:12: regresa nuevamente a fase II.

• 1:18: paulatinamente desaparecen la respiración pareja y el pulso uniforme, el latido del corazón es irregular, así como la presión sanguínea, llegando inclusive a fluctuaciones similares a las que se presentan en un estado de fuerte excitación o de esfuerzo. El consumo de oxígeno se incrementa y las glándulas suprarrenales producen hormonas estimulantes en el sistema, suministrando energía al organismo; sus concentraciones más elevadas del día se presentan en el momento en que los movimientos oculares dominan el sueño, esto es, en las primeras horas de la mañana.         

Dentro del cerebro la temperatura aumenta, al igual que cuando está despierto. Súbitamente la actividad EEG se torna rápida y de bajo voltaje (beta), similar a la observada durante la fase I del SOL o en el estado de vigilia. La atonía muscular se apodera del cuerpo y lo domina durante todo el periodo, salvo pequeñas interrupciones producidas por contracciones musculares. Sin que se conozca el porqué, el pene se mantiene en erección constante y en las mujeres se presenta erección del clítoris. Se ha comprobado que estas reacciones son independientes del contenido de los sueños. Finalmente se producen los movimientos oculares rápidos, de repente aislados o bien en salvas de hasta 50 movimientos. El sueño MOR está instalado.        

En una noche normal, el sueño MOR se presenta cuatro o cinco veces, cada noventa minutos, como es el caso de este sujeto. La duración de cada periodo tiende a aumentar conforme transcurre la noche. Sin embargo, hay factores que provocan una disminución del sueño MOR, como la ingestión de alcohol. De hecho se piensa que el delirium tremens, durante el cual se producen alucinaciones, tiene su origen en la progresiva eliminación del sueño paradójico en las personas alcohólicas. Por otro lado, se ha visto un aumento de esta fase de sueño en individuos sometidos a un aprendizaje intensivo, razón por la que se ha ligado el sueño MOR al proceso de asimilación o memorización.

• 1:26: termina la fase MOR. Por un cambio de posición el sujeto se despierta.

• 1:27: entra en fase II del SOL.

• 1:35: el sujeto desciende a fase III.

• 1:45: pasa a fase IV, para quedarse en ella más de 15 minutos.

• 2:02: regresa a fase III.

• 2:26: una hora después de la anterior, la fase MOR aparece nuevamente. Esta vez durará más que la anterior: siete minutos.

• 2:33: pasa a fase II.

• 2:40: el sujeto asciende a la fase de sueño ligero: la I. Durante ésta, el sujeto puede despertar en cualquier momento. 

• 3:00: por un movimiento de posición, el EEG registra un estado de vigilia. El Dr. Hobson dice que la gran mayoría de la gente piensa que no se mueve durante la noche, sin embargo todos lo hacemos, y si amanecemos en la misma posición, no es más que un azar. Hobson afirma que lo normal es tener entre ocho y diez cambios de posición durante la noche, cifra mínima para cualquier insomniaco.

• 3:01: fase II.

• 3:20: fase III.

• 3:28: desciende a la IV.

• 3:45: regresa a la fase II.

• 3:59: fase III.

• 4:09: la fase MOR se vuelve a presentar. Esta vez durará quince minutos.

• 4:25: el sujeto vuelve a entrar a fase II.

• 4:56: pasa a fase III.

• 5:12: fase II.

• 5:29: nuevamente a los noventa minutos, el sujeto entra en fase MOR. Esta vez las ensoñaciones serán largas: 23 minutos de actividad en el mundo de los sueños.

• 5:52: de un estado de actividad a otro, el estado de vigilia llega. La temperatura corporal aumenta y el metabolismo se intensifica. El sujeto está listo para otro día más.  

Si contabilizamos, esta persona pasó 294 minutos en SOL y 56 en MOR, y cambió de posición nueve veces.

MECANISMOS DEL SUEÑO

El cerebro sigue siendo el órgano más misterioso. Su participación en el fenómeno del sueño aún es incomprendida. Determinar qué parte o estructura activa la instalación y mantiene el sueño, así como elucidar los procesos bioquímicos que intervienen en este complejo hecho no ha sido fácil. Si bien, gracias al polígrafo se ha podido llegar a una descripción de la actividad bioeléctrica, el conocimiento de los mecanismos subyacentes a esta actividad constituye todavía por alcanzar.

Quienes realizan investigación básica acerca del sueño se encuentran ante un mar de interrogaciones, pues picas son las certitudes que tienen. Es por esto que lo expuesto a continuación no es más que un intento por dar a conocer a un público amplio los conocimientos, observaciones e hipótesis existentes hasta el momento.byacentes a esta actividad constituye todavía un objetivo por alcanzar.

La primera tentativa por encontrar relaciones neuroanatómicas con el sueño se debe a Von Economo, quien en 1930 observó a pacientes que padecían de insomnio e hipersomnia, lesiones producidas por la encefalitis letárgica. Aquellos con insomnio tenían lesiones en el hipotálamo anterior y el área preóptica, mientras que quienes padecían de hipersomnia las presentaban en el hipotálamo posterior y el tegmento mesencefálico.

A partir de este descubrimiento se impulsaron experimentos en animales. Los resultados corroboraron el hallazgo de Von Economo. Los trabajos de Ranson (1939) en monos y los de Nauta (1946) con ratas, son ejemplo de ello. No obstante, las lesiones producidas jamás alteraron el ciclo sueño-vigilia de los animales. Fue a partir de estos trabajos que se postuló la existencia de un centro de la vigilia y otro del sueño.      

En 1938, experimentando en gatos, Vremer encontró que al efectuar un corte por delante de los colículos y separar el tallo cerebral del resto del cerebro, —a lo que llamó “cerebro aislado”— los animales presentaban un estado de coma irreversible con actividad EEG delta, en la cual no hay reacción a estímulos sensoriales.    

Posteriormente, al realizar un corte caudal al bulbo raquídeo —encéfalo aislado encontró que los animales presentaban de manera espontánea, tanto actividad delta como rápida, y que su cerebro se activaba con estímulos sensoriales.     

En 1949, con base en los resultados obtenidos al producir lesiones y estimulación eléctrica en la formación reticular y mesencefálica, Moruzzi y Magoun propusieron el concepto de Sistema Reticular Activador Ascendente. De sus investigaciones concluyeron que el sueño es un fenómeno pasivo, producto de la desaferentación sensorial. Actualmente esta tesis se considera errónea, lo cual no disminuye el mérito de sus estudios, con lo cual lograron delimitar una región comprendida entre los colículos y el bulbo. Esta región desempeña un importante papel en la instalación de la vigilia y el sueño, ya que en ella se localizan varias estructuras que al interactuar con estructuras diencefálicas y prosencefálicas, participan en los mecanismos de instalación y mantenimiento de las diferentes fases del sueño.   

La otra vertiente de investigación postula que el sueño es un proceso activo, es decir, que existen factores hipnogénicos que se acumulan en la sangre durante la vigilia hasta alcanzar un nivel depresor de las zonas en donde ésta se integra. Las raíces de esta idea se encuentran en los trabajos de Pieron (1913). Hasta la fecha se han propuesto diversos factores hipnogénicos y la hipótesis de que el sueño es un proceso activo es considerada la más acertada.  

Dadas sus características, los mecanismos del SOL pueden describirse por separado de los del MOR.

MECANISMOS DEL SUEÑO DE ONDAS LENTAS

Uno de los grandes especialistas del sueño, el Dr. Michel Jouvet, ha propuesto que dos regiones del tallo cerebral participan en el control del SOL y del MOR. De ellas, la región situada en la línea media a lo largo del puente y que comprende los núcleos del rafe, desempeña aparentemente un papel preponderante en la instalación del SOL, pues al ser lesionada produce un insomnio transitorio. Este sistema neuronal envía proyecciones hacia el Sistema Reticular Activador, el hipotálamo y a las estructuras límbicas del prosencéfalo.     

Jouvet supone que la activación de los núcleos del rafe inhibe el efecto de despertar del Sistema Reticular Activador, permitiendo así al tálamo medial inducir los husos del sueño y las ondas lentas corticales.    

Por otro lado, se ha pensado que los sistemas serotoninérgicos del tallo cerebral, contribuyen a la instalación de los diferentes estados del sueño. Se ha observado que los núcleos situados en la región anterior del bulbo (rafe dorsalis y rafe centralis), son los responsables de la instalación y mantenimiento del SOL, y que los núcleos posteriores (rafe pontis y rafe magnus) lo son del sueño MOR.    

Se ha encontrado también que el rafe dorsalis interviene en la generación de la actividad EEG desincronizada de la vigilia, al mismo tiempo que participa en los mecanismos de alojamiento del SOL por medio de sus conexiones con los núcleos hipotalámicos preventriculares y con los plexos coroidales. Otro hecho que apoya esta idea es que durante el sueño, las paredes de los ventrículos cerebrales, de donde se sitúan los plexos coroides —productores de líquido cefalorraquídeo, son las regiones más activas, y los núcleos del rafe proyectan abundantes fibras hacia estas regiones.     

Todos estos hechos sostienen la hipótesis de la participación del rafe dorsalis en la instalación del SOL. Es muy probable que éste favorezca la producción de un factor hipnógeno de naturaleza proteica, que sea secretado al líquido cefalorraquídeo y que al alcanzar un nivel suficiente durante la vigilia, induzca la instalación del SOL. Y que una vez éste instalado, los núcleos rafe magnus, obscurus y pontis, se encarguen de su mantenimiento y contribuyan asimismo en los mecanismos preparativos de instalación del sueño MOR.    

Es sabido desde los trabajos de Nauta (1946), que el hipotálamo desempeña un papel en la inducción del sueño, ya que una lesión en su parte anterior produce insomnio. Recientemente se ha encontrado, además, que el núcleo supraquiasmático del hipotálamo es una pieza clave en la regulación del ciclo sueño-vigilia. Este núcleo recibe fibras que provienen del complejo nuclear del rafe.    

Otras regiones del cerebro pueden también intervenir en la instalación del SOL, como la corteza orbitofrontal, que al ser estimulada provoca ondas lentas.

En cuanto a los factores hipnógenos, se han encontrado varios factores putativos que se acumulan en la sangre, como el facto s de origen peptídico, o en el líquido cefalorraquídeo, como el Péptido Inductor de Sueño Delta, o bien, con una mayor distribución en el cerebro, como el Péptido Intestinal Vasoactivo.    

Una idea muy sugerente es la propuesta por Raúl Hernández Peón —pionero en el estudio del sueño en México— quien junto con George Ling, de la Universidad de Otawa, planteó la hipótesis de que el cerebro opera con dos sustancias químicas “maestras”, en un sistema de equilibrio dual del sueño y la vigilia. En él, la acetilcolina —sustancia química natural del cerebro— induce el sueño, mientras que la noradrenalina causa el despertar. Según estos autores, dichas sustancias no funcionarías en cualquier parte del cerebro, sino en un sistema de células dual: uno ascendente y otro descendente, conectados entre ellos a nivel pontino.     

El sistema descendente corresponde al circuito límbico mesencefálico, y sigue la trayectoria del haz medial del cerebro anterior a través de la región preóptica, el hipotálamo lateral y la región límbica mesencefálica. Al aplicar aceticolina en este circuito, se producen ondas lentas de sueño, mientras que la inyección de un anticolinérgico como la atropina, en una región más caudal, suprime el efecto inductor del sueño.   

Los trabajos de Hernández Peón han sido retomados desde hace quince años y parecen constituir una línea de investigación adecuada. 

MECANISMOS DEL SUEÑO MOR

Normalmente el sueño MOR es precedido por el SOL. Se ha visto que al ser inhibido éste último, se produce una disminución del MOR. Es por esto que se supone que existen una serie de mecanismos preparativos de origen serotoninérgico. La relación que se ha observado entre la frecuencia de aparición de los periodos de MOR y los niveles cerebrales de serotonina, así como la relación inversa de estos niveles con la duración de los periodos de MOR, indica que la frecuencia de aparición del sueño paradójicamente está ligada a los mecanismos serotoninérgicos preparatorios, y su duración depende de mecanismos catecolaminérgicos, colinérgicos y humorales de instalación y mantenimiento.     

Se ha notado que algunas neuronas serotoninérgicas como las de rafe pontis y magnus, están directamente relacionadas con el sueño MOR, y seguramente intervienen en su instalación, ya que su destrucción provoca la desaparición de casi el total del mismo, mientras que el SOL solamente disminuye en un 40%. Las neuronas caudales del rafe proyectan sus axones hacia la parte dorsolateral del tegumento pontino, donde se concentran estructuras que participan en la instalación del MOR.

Se piensa que los mecanismos de disparo del sueño paradójico son de naturaleza catecolaminérgica. Se ha visto que la disminución de los niveles de catecolaminas cerebrales provocan un estado de insomnio y supresión del MOR durante 24 horas. También se han encontrado mecanismos colinérgicos que participan en la instalación de esta fase.    

Últimamente se ha mencionado la participación de un factor de naturaleza proteica en el emplazamiento y mantenimiento del sueño paradójico, aunque aún no ha sido identificado. Se cree que podría ser secretado a través de los plexos coroides, para almacenarse en el líquido cefalorraquídeo, y, posteriormente, echar a andar los mecanismos catecolaminérgicos y colinérgicos ya señalados. Esta hipótesis se apoya en dos observaciones realizadas al aplicar dosis elevadas de inhibidores de la síntesis de proteínas, lo cual provoca una disminución del MOR e imposibilita su recuperación; así como en el hecho de que durante esta fase del sueño, los niveles de proteínas se incrementan en la formación reticular pontina, debido al aumento de la síntesis proteica cerebral. Este último experimento fue realizado a fines de la década de los 70 por el Dr. René Drucker Colín.         

Los componentes electrofisiológicos del sueño MOR se han dividido en función de la región cerebral en donde se manifiestan: los ascendentes, como la actividad cortical rápida, los movimientos oculares rápidos y la actividad ponto-genículo-occipital (PGO); y los componentes descendentes, como la atonía muscular, las contracciones musculares fásicas y las reacciones a nivel vegetativo (erección del pene, arritmias cardiacas y respiratorias). Ambos compuestos tienen su origen en el puente.  

Diversas observaciones llevaron a considerar a la región dorsolateral de la formación pontina como responsable de la instalación del MOR.    

El descubrimiento ulterior de catecolaminas en algunos grupos neuronales de esta región (núcleo locus coeruleus, locus subcoeruleus y algunos núcleos adyacentes), permitió situar con más precisión los mecanismos del MOR, ya que se ha demostrado que la región caudal del locus coeruleus es causante de la atonía muscular, y que su porción más rostral junto con el subcoeruleus contribuyen parcialmente a la actividad PGO. A partir de una gran cantidad de experimentos, se piensa que la mayoría de las neuronas catecolaminérgicas localizadas en la parte dorsolateral del puente, desempeñan un papel importante en los mecanismos generadores del sueño MOR.    

En resumen, “el sueño paradójico es el resultado de una sucesión de fenómenos que incluyen mecanismos serotoninérgicos preparatorios, mecanismos catecolaminérgicos y colinérgicos de instalación y mantenimiento, así como la participación de factores humorales presentes en el líquido cefalorraquídeo”. (Fernández Guardiola y Calvo, 1987). 

LAS ENSOÑACIONES

Como ya es sabido, durante la fase del sueño MOR se producen la mayoría de las ensoñaciones (85% aprox.). Estas son principalmente fenómenos perceptuales y en particular visuales. Es raro un sueño olfativo o táctil; los auditivos son más frecuentes y en personas ciegas de nacimiento constituyen la mayor parte.   

La actividad mental que ocurre durante las ensoñaciones se puede explicar por la actividad EEG desincronizada del sueño MOR, similar a la del estado de vigilia. Los fenómenos de percepción visual y auditiva, como ya mencionamos, se explican por la propagación de los potenciales PGO hacia estos sistemas.    

El sistema límbico participa en los componentes “alucinoides” emocionales amnésicos y vegetativos de las ensoñaciones. Es conocido que este sistema integra funciones relacionadas con la regulación del tono emocional y del sistema vegetativo, al mismo tiempo que interviene en los procesos de consolidación de la memoria. Asimismo, se ha observado que algunas de las estructuras que lo constituyen presentan cambios en la actividad bioeléctrica durante el sueño MOR. La frecuencia de descarga neuronal de la amígdala y del hipocampo aumentan en comparación con la observada durante la vigilia o el SOL. Al mismo tiempo se han encontrado conexiones monosinápticas y en algunos casos recíprocas, entre estructuras límbicas (amígdala, hipocampo e hipotálamo) y los núcleos pontinos involucrados en la generación de los potenciales PGO.      

Por otro lado, la estimulación eléctrica del giro del cíngulo, del hipocampo y de la amígdala en el hombre, provoca alucinaciones visuales y auditivas elaboradas, así como la sensación de “estar soñando”. Es probable que exista una relación entre la activación fásica (PGO) del sistema límbico y los componentes alucinoides del sueño MOR.

A lo largo de esta breve descripción de los mecanismos fundamentales del sueño, ha sido posible notar que las afirmaciones contundentes escasean y que se carece de una visión integral, de una teoría que explique, una y relacione el cúmulo de conocimientos que hasta la fecha se han adquirido. Por lo pronto, se puede concluir, como lo hacen los doctores Fernández Guardiola y Calvo (1987): 

“… este estado fisiológico es el producto de la interacción dinámica de diferentes regiones corticales y subcorticales del sistema nervioso central, a través de diferentes neurotransmisores y factores hormonales. Además, vemos cómo las estructuras que juegan un papel importante en los mecanismos del sueño no cuentan con estructuras exclusivas, sino que son regiones compartidas, lo cual podría explicar la labilidad del sueño ante diferentes trastornos y patologías neurales y viceversa, la influencia de los trastornos del sueño sobre funciones autónomas homeostáticas y mentales”. 

FUNCIONES DEL SUEÑO

“El sueño es un estado natural en que se pasa gran parte de la vida… A pesar de que este cambio es tan frecuente, tan prolongado, tan general y tan necesario, ningún investigador ha encontrado ni la causa eficiente ni la causa final; ni se puede decir qué fuerza es la que reduce a la mente y al cuerpo a estupefacción irresistible; ni tampoco en qué se beneficia el animal con esta suspensión intermitente de sus facultades activas”. Esta aseveración de Samuel Johnson, hecha en 1758, conserva totalmente su validez, pues hasta la fecha no se sabe exactamente para qué sirve el sueño, cuál es su función.

Como ya lo mencionamos antes, es imposible prescindir del sueño sin sufrir alteraciones considerables. Sin embargo, de las necesarias incursiones del alma durante el sueño, a la vieja intuición de su función restauradora, pasando por las explicaciones psicoanalíticas, las especulaciones acerca de su función no han cesado. Es verdad que a partir de los estudios de sus mecanismos algo ha sido posible deducir, aunque sea parcialmente. Tal vez esto es uno de los grandes logros: no hay una función, sino varias.    

Desde la década de los 50 se dejó de pensar en una teoría unitaria o en una sola función. La multiplicidad de enfoques y la parcialización del estudio del sueño han dado como resultado diversas interpretaciones que asignan más peso a un aspecto que a otro. Todo especialista piensa que su campo es el más importante, que en él está la clave y que por lo tanto, hace falta más apoyo para sus estudios.  

Es así que se han propuesto diferentes teorías e hipótesis acerca de la función del sueño. Éstas han sido agrupadas en bloques y, en algunos casos, se han separado las funciones del MOR. A continuación presentamos una clasificación de las propuestas generales, elaborada por Webb en 1979 y citada por Fernández Guardiola y Calvo (1987):

a) Restauración o recuperación

Esta es quizá la idea más antigua acerca de la función del sueño. Se piensa que durante la vigilia los mecanismos de control relacionados con la actividad mental, el aprendizaje y la programación del movimiento voluntario, desvían funciones de regulación cuya estabilidad y acción duradera solamente se alcanza durante el sueño, en particular en el SOL. 

b) Protección

Durante sus estudios Pavlov observó que los animales sometidos a condicionamiento dormían con frecuencia, por lo que concluyó que el sueño y la inhibición interna eran el mismo fenómeno. Éste protegería al sistema cortical del agotamiento excesivo, por medio de la inhibición cortical.

c) Adaptación etológica

Desde este punto de vista, el sueño es producto de adaptaciones que permiten la sobrevivencia. Es decir, el sueño es un sistema de control de comportamiento que aumenta la posibilidad de sobrevivencia. Así, las diferentes formas de dormir corresponderían a las necesidades de cada animal de pasar por periodos de “no respuesta”, según su nicho ecológico. 

d) Instintivo

Esta teoría considera al sueño  como una conducta innata que se produce ante ciertas señales. Se encuentra ligada a la anterior o puede estarlo a otras más, ya que cualquiera de ellas es susceptible de inducirla. Es por ello que en sí no es una teoría suficiente; debe especificar con qué función se relaciona.

e) Conservación de la energía

Esta teoría parte de la relación entre la capacidad de regular la temperatura, la velocidad del metabolismo y la cantidad de sueño que despliega cada especie animal. Supone que el sueño fuerza al reposo y limita así los requerimientos metabólicos, es decir, después de haber realizado una tarea, el animal descansa y no necesita ya mantener una temperatura elevada.

Debido a que el SOL aparece en la filogenia junto con la capacidad de controlar la temperatura, se piensa que éste es, en particular, el encargado de conservar la energía.

FUNCIONES DEL SUEÑO MOR

Aparte de estas teorías sobre la función del sueño en general, a partir de 1953, año en que se descubrió el MOR, las hipótesis generales se vieron reducidas por la creciente atención prestada al sueño paradójico.

Debido a la posibilidad de encontrar una base material a las ensoñaciones, esta fase sigue despertando gran interés entre los investigadores. Las diversas teorías sobre su función pueden ser agrupadas desde las más fisicalistas hasta las meramente psicológicas. Hartman (1967) las ordena de la siguiente forma (citado por Fernández Guardiola, 1989): 

a) La función del MOR es “limpiar” al Sistema Nervioso Central de un metanolisto endógeno, producto de su funcionamiento.

b) A partir del hecho de que los recién nacidos duermen más en MOR que los adultos, se ha pensado que su función es la de proporcionar una estimulación endógena a la corteza cerebral, necesaria para su desarrollo.

c) Reorganización de los patrones de descarga en la cirucuitería cerebral que se desorganizan en el SOL.

d) Durante la fase SOL se establece una “privación sensorial”. El MOR sería un periodo de recuperación de ésta, por lo que constituiría un mecanismo homeostático de reajuste de los niveles necesarios de excitación. En esta teoría se considera al sueño paradójico un acto instintivo y homeostático que aparece como consecuencia de la desactivación reticular. 

e) Recuperación de los sistemas relacionados con la vigilia atenta, el autocontrol y la adaptación homeostática al medio. Ésta ocurrirá al ser restauradas las condiciones adecuadas de los sistemas catecolaminérgicos en sus terminaciones corticales.  

f) Intervención en el funcionamiento de las neuronas que contienen catecolaminas en el Sistema Nervioso Central.

g) Modificación periódica de la excitabilidad cerebral en cuanto al umbral para las manifestaciones proxísticas, es decir, que el MOR impediría que el cerebro convulsione. Esta tesis ha sido propuesta por los doctores Fernández Guardiola y Calvo, del Instituto de Psiquiatría de la UNAM.

h) Hay quienes piensan que el sueño paradójico permite al animal que se reoriente con respecto al medio. Esta tesis se basa en el hecho de que éste facilita los despertares esporádicos durante el sueño. 

i) “Limpiar” los circuitos de la memoria para permitir la entrada de nueva información, es decir, descartar la información innecesaria y carente de importancia que se ha acumulado durante el día.

j) Transferencia de memorias de corto a largo plazo de almacenamiento. Esto daría un papel primordial al MOR en los procesos de aprendizaje y memorización.

k) Liberación de tendencias instintivas en una situación pasiva ya que no es posible actuar sin tono muscular. Esta tesis está llena de implicaciones psicoanalíticas. 

l) Evocar los sueños. Esta teoría varía en contenido de acuerdo a la escuela o corriente que la sostenga. Muchos psicoanalistas freudianos siguen afirmando lo que pensaba Freud: que los sueños nos proporcionan una gratificación simbólica de los deseos inconscientes. Mientras que para los adeptos de Jung, los sueños permiten a la mente consciente el beneficio de una verdad más amplia y universal del inconsciente.  

Todas estas hipótesis e ideas no son forzosamente excluyentes. Más bien se podría decir que se complementan, aunque su simple suma no nos da como resultado una respuesta a la gran cantidad de interrogantes existentes. Como  ya lo dijimos anteriormente, queda aún por construir una teoría completa sobre el sueño. Mientras tanto, no nos queda más que decir junto con Sancho Panza:

“… sólo entiendo que en tanto que duermo, ni tengo temor ni esperanza, ni trabajo, ni gloria; y bien haya el que inventó el sueño, capa que cubre todos los humanos pensamientos, manjar que quita el hambre, agua que ahuyenta la sed, fuego que calienta el frío, frío que templa el ardor, y, finalmente, moneda general con que todas las cosas se compran, balanza y peso que iguala al pastor con el rey y al simple con el discreto”. 

César Carrillo Trueba                                                                            Estudiante de Biología, Facultad de Ciencias, UNAM.

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Hace ya más de 30 años que el primer satélite artificial, Sputnik I, fue puesto en órbita alrededor de la Tierra. Este satélite de fabricación soviética medía unos 58 centímetros de diámetro y pesaba 83.6 kg, tardaba 90 minutos en dar una vuelta a nuestro planeta y permaneció en el espacio solamente 92 días. Sin embargo, fue suficiente para marcar una fecha en la historia e iniciar, el 4 de octubre de 1567, lo que ahora se ha llamado la era espacial.       

La tecnología de satélites y sondas espaciales que se inició con el Sputnik, dio un gran impulso a la exploración del espacio circunterrestre y del medio interplanetario, y ha permitido la exploración cercana de los cuerpos que componen el sistema solar. Ahora el Sol, los planetas, los satélites, los cometas y los asteroides han sido vistos de cerca y se han podido tener registros in situ, de regiones que antes sólo habían sido exploradas con instrumentos anclados a la Tierra.  

ORIGEN Y DESARROLLO DE LA FISICA ESPACIAL

El inicio del estudio físico del medio que rodea a la Tierra por encima de su atmósfera y hasta el límite del sistema solar (lo que ahora llamamos Física Espacial), se remonta a los principios del siglo XVII, cuando Galileo enfocó un telescopio por primera vez para explorar el Sol, la Luna y los planetas. Desde entonces hasta la tercera década de este siglo, la física espacial se apoyó exclusivamente en observaciones telescópicas ópticas, como única forma de explorar el entorno de la Tierra; pero a partir de 1962, entraron en escena unos nuevos aliados: los rayos cósmicos, partículas de muy alta energía —principalmente protones— provenientes de todas direcciones que continuamente golpean a la Tierra. Su existencia misma pasó a ser objeto de estudio de la física espacial, pero además, sirvieron también como nuevas herramientas para determinar las condiciones tanto del espacio magnético circunterrestre (la cavidad magnetosférica), como del medio interplanetario. La telescopía de rayos cósmicos aumentó la posibilidad de acción de los investigadores espaciales para conocer el espacio exterior, al añadir la información transportada por estas partículas a la información recibida por medio de la luz. Al finalizar la segunda Guerra Mundial, al desarrollarse los radiotelescopios, surgió una nueva telescopía que fue de gran ayuda en la exploración del espacio y de los cuerpos que lo pueblan, ya que al disponer de aparatos capaces de registrar señales electromagnéticas, de longitudes de onda mucho mayores que la de la luz, los científicos pudieron constatar que se recibían señales provenientes de cuerpos celestes y, a partir de entonces, contaron con otra fuente de información espacial.        

Sin embargo, toda esta exploración se lleva a cabo desde tierra, lo que conlleva el inconveniente de que los mensajeros portadores de información deben atravesar la atmósfera, con las consecuentes alteraciones que esto les causa y que pueden, incluso, traducirse en un bloqueo total. En el caso de las ondas electromagnéticas, la atmósfera terrestre sólo permite el paso de ondas dentro de dos rangos específicos, llamados “ventanas atmosféricas”. Una de ellas abarca el rango visible y un poco del infrarrojo y del ultravioleta (la ventana óptica) y la otra abarca toda la región de microondas y parte de la región de ondas de radio cortas (la ventana de radio). Todas las señales electromagnéticas, cuya frecuencia no esté en estos rangos, son absorbidas o reflejadas por la atmósfera y no llegan al nivel del suelo. En cuanto a las partículas (protones), aquellas cuya energía sea menor a 1 GeV, tampoco pueden penetrar lo suficiente como para que ellas mismas o sus productos, puedan registrarse en tierra.       

Aunque estas limitantes son una enorme ventaja para la vida en la tierra, representan una desventaja para la exploración del espacio, pues es necesario remontar la atmósfera para poder observar plenamente todas las señales que vienen de fuera, transportadas por ondas o por partículas. Con el advenimiento de la tecnología espacial ha sido posible, no sólo recibir todas estas señales, sino, incluso, acercarnos a otros cuerpos y regiones de nuestro sistema solar y hacer mediciones locales.

LA FISICA ESPACIAL EN MEXICO   

México ha intervenido en el desarrollo de la física espacial en todas sus etapas y un científico mexicano, el profesar Manuel Sandoval Vallarta, fue uno de los que iniciaron la segunda etapa, que incluye ya a las rayos cósmicos. Fue el profesor Vallarta (como se le conoce en el extranjero) quien sembró en nuestro país, la semilla de la cual, a la larga, surgiría el Departamento de Física Espacial, que actualmente pertenece al Instituto de Geofísica de la UNAM y que es el más numeroso de Latinoamérica y el que desarrolla las investigaciones más diversas.

Todo se inició por el año de 1944, cuando la labor inspiradora de don Manuel motivó que algunos investigadores del Instituto de Física de la UNAM se interesaran en trabajar en el nuevo tema de los rayos cósmicos, interés que, posteriormente, encontró arraigo en investigadores del Instituto de Geofísica. Durante los siguientes 17 años —de 1944 a 1961— se publicaron 26 trabajos de estos investigadores en revistas de circulación internacional y en 1962 se creó oficialmente en el Instituto de Geofísica, un Departamento denominado Espacio Exterior, en el que se realizaban específicamente investigaciones teóricas sobre la propagación de rayos cósmicos en la recién descubierta magnetósfera de la Tierra y se contaba ya con una pequeña estación de registro de la radiación cósmica que llega a Ciudad Universitaria.

El grupo creció en número de investigadores y en variedad de disciplinas espaciales hasta convertirse, en 1972, en el grupo de Estudios Espaciales y Planetarios y ser recientemente rebautizado con el nombre de Departamento de Física Espacial, el cual, desde su creación hasta la fecha, ha producido más de 150 artículos, principalmente de investigación, aunque también algunos de divulgación. Este grupo es aún muy pequeño, ya que está formado por sólo nueve investigadores y siete técnicos, pero hoy en día, es el único equipo con que cuenta nuestro país en esta área. Actualmente se puede decir que está aumentando su crecimiento, ya que se tienen dos estudiantes en el extranjero finalizando estudios de posgrado; además hay otro incorporado a los recién iniciados estudios de Maestría y 10 más entre tesistas, prestadores de servicio social y becarios de la licenciatura.

TEMAS DE ESTUDIO DE LA FISICA ESPACIAL

Como disciplina, la física espacial, abarca una amplia gama de temas que incluyen:

1) la física ionosférica;
2) la física magnetosférica;
3) la física del medio interplanetario;
4) la física solar y las relaciones Sol-Tierra;
5) el estudio de las interacciones del viento solar con los diversos cuerpos de nuestro sistema, planetas, satélites y cometas;
6) la interacción del viento solar con el medio interestelar; y
7) la física de rayos cósmicos.  

Las herramientas teóricas con las que se trabaja son principalmente Electrodinámica, Magnetohidrodinámica y Física de Plasmas, pues los diferentes medios que son materia de estudio de la física espacial, están en general altamente ionizados y son eminentemente electromagnéticos. Como herramientas subsidiarias, en cierta forma inmersas en las anteriores, se utilizan la Mecánica Cuántica, la Mecánica Relativista, la Mecánica Estadística, las Teorías Gravitacionales y, en alguna medida, todas las disciplinas de la Física Básica.

Como técnicas para observación se emplean principalmente las siguientes:      

1. La telescopía, es toda la gama del espectro electromagnético, desde los ultracortos rayos gama hasta las largas ondas de radio, pasando por los rayos X, las radiaciones ultravioleta, la luz visible, los rayos infrarrojos y las microondas. Desde la Tierra sólo es posible observar la gama visible, las microondas y las ondas de radio de metros y algunos decámetros; el resto de las observaciones debe realizarse con instrumentos que están a bordo de vehículos espaciales o de cohetes y globos que remonten la atmósfera.   

2. La percepción remota de los diversos cuerpos de nuestro sistema, que podríamos considerar coma una telescopía cercana, y que ha sido la gran posibilidad abierta por las sondas espaciales. 

3. Detectores de partículas, tanto en tierra, para la radiación cósmica de alta energía como a borda de globos y vehículos espaciales para detectar los rayos cósmicos de energías bajas y las partículas de plasma que pueblan todo nuestro entorno.

4. Magnetómetros, tanto en tierra como a bordo de satélites y sondas espaciales, para explorar las características de los ambientes magnéticos que nos rodean.  

La única manera como podemos esperar llegar a conocer nuestro entorno exterior, es registrando ondas, partículas y campos, tanto en la superficie como en el espacio.   

En una concepción más amplia, se puede extender la física espacial al estudio de los diversos cuerpos que forman nuestro sistema solar, incluyendo las atmósferas neutras, las hidrósferas y los cuerpos sólidos de todos los cuerpos del sistema solar que los poseen; esto es, extendiendo las disciplinas geofísicas a todos los cuerpos sólidos vecinos a la Tierra. Sin embargo, la física espacial que se hace en México se limita primordialmente a las áreas primeramente mencionadas aunque ya se están encauzando estudiantes hacia el aspecto propiamente planetario de los diferentes cuerpos de nuestro sistema. 

Específicamente, las disciplinas que se desarrollan en el grupo de Física Espacial del Instituto de Geofísica de la UNAM son: 

1) Física Magnetosférica:

a) Radiación atrapada en los anillos de Van Allen.
b) Efectos magnetosféricos en rayos cósmicos, galácticos y solares.
c) Modelos magnetosféricos.
d) Micropulsaciones magnéticas.  

2) Física del Medio Interplanetario:

a) Observaciones y modelaje del ambiente electromagnético en el medio interplanetario.
b) Efectos de las irregularidades magnéticas y las ondas de choque en el medio interplanetario sobre los rayos cósmicos galácticos.
c) Propagación de rayos cósmicos.   

3) Física Solar:

a) Mecanismos de ráfagas solares.
b) Aceleración de partículas en el Sol.
c) Interior solar y rotación fotosférica.
d) Variaciones del flujo de nuetrinos solares.
e) Características, evolución, calentamiento y emisiones de plasma en hoyos coronales.
f) Mecanismos de aceleración del viento solar.
g) Ciclo de actividad solar.   

4) Relaciones Sol-Tierra:

a) Interacción del viento solar con la magnetósfera terrestre.
b) Relación entre la actividad solar y el clima.
c) Pronósticos de perturbaciones ionosféricas y magnetosféricas producidas por el Sol.  

5) Interacción de viento solar con:

a) La superficie lunar.
b) La ionósfera de Venus.
c) Las magnetósferas de Marte y Júpiter.
d) Cometas.
e) El medio interestelar.  

La Física Ionosférica aunque es una disciplina que aún no se ha podido consolidar, representa uno de los temas que más interesa incorporar en un futuro cercano.  

El equipo con el que se cuenta para adquirir datos propios es, en cuanto a detectores de rayos cósmicos, un supermonitor de neutrones y un telescopio de mesones, y, para observaciones solares, un radio interferómetro; se está desarrollando además, un radio interferómetro para observar las perturbaciones en el medio interplanetario. El resto de la información requerida para desarrollar las investigaciones se adquiere a través de las publicaciones de los centros mundiales de datos y por comunicación directa con otros grupas dedicados a investigaciones afines. Estos datos corresponden, principalmente, a registros obtenidos por detectores a boro de vehículos espaciales y a las observaciones realizadas desde tierra, en otras partes del planeta. Entre los proyectos inmediatos del grupo está el de reforzar el área técnica, tanto en radiotelescopía, como en la construcción de aparatos de registro que sean transportados en vehículos espaciales.     

Desde su origen el grupo de estudios espaciales de la UNAM ha tenido fuertes lazos de colaboración con grupos extranjeros así, sus miembros han participado constantemente en congresos mundiales y pertenecen a agrupaciones internacionales en las cuales eventualmente han ocupado cargos específicos. También este grupo siempre ha formado parte de la comunidad internacional de ciencias espaciales y como tal es reconocido en el mundo, aunque hasta ahora su presencia en México no ha sido muy notoria.     

Ante todo este panorama académico, y aparentemente neutral, cabe preguntarse si se justifica que en un país como el nuestro, con problemas económicos y sociales tan grandes, se empleen recursos materiales y humanos en la exploración de un espacio que ni siquiera está a nuestro alcance. Mi respuesta personal es que sí. Creo profundamente que todo tipo de conocimiento científico y técnico, representa una riqueza que, en condiciones políticas adecuadas, no puede traer más que beneficios a la población. El camino hacia la libertad, la autodeterminación, y la capacidad de solución de nuestros problemas no puede estar guiado por la ignorancia ni por el desarrollo parcial de nuestros conocimientos y capacidades, ni tampoco por nuestro aislamiento de la comunidad internacional en materias científicas y tecnológicas. Estoy convencida de que el desarrollo de las ciencias naturales, con las tecnologías que ellas implican, nos hará fuertes, y de que el desarrollo de las ciencias sociales, por otra parte, nos hará sabios. Y con una buena dosis de fuerza y sabiduría, creo que estaremos en posibilidad de un futuro mejor.

Silvia Bravo                                                                           Departamento de Física Espacial, Instituto de Geofísica, UNAM.

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