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24 de agosto de 2012

 Consultorio CPI: Escaleras mecánicas paradas

¡Seguimos subiendo la media de publicaciones anual! Estamos que lo tiramos. Gracias, a todos.

Enric nos pregunta:

¿Por qué cuando te subes a una escalera mecánica que NO funciona y sabes que NO funciona, los primeros pasos en ella parece que se mueva y lo mismo al salir? ¿Por qué  hay una especie de tiempo de recuperación al entrar y salir si sabemos de sobra que no funciona?

A lo mejor lo que describo sólo me pasa a mí pero por si acaso y si crees que puedes dar una explicación que sea interesante para los lectores (y sobre todo para mí, porque es una sensación que me trae loco).

Escaleras en el metro de CopenhagueAh, la vieja sensación de las escaleras mecánicas… estoy absolutamente convencido de que no eres el único.  Entrar en una escalera mecánica parada es una sensación muy curiosa. Como dato absolutamente CPI, les contaré que en japonés esa sensación tiene un nombre, que es Iwakan En inglés (sensación de que algo no marcha bien o es extraño).  Vaya por delante, como suelo decir cuando escribo de temas sobre los que no tengo ni idea, que toda ayuda y corrección por parte de gente que sí sepa es bienvenida. ¡Médicosy biólogos de CPI, sentíos libres, por favor, de corregirme y/o ampliarme!

Te diré, Enric, que este asunto en concreto me llamaba la atención desde hace mucho tiempo. Mi hipótesis ha sido siempre que subirse a una escalera mecánica es como montar en bicicleta o caminar, que una vez que lo aprendes lo interiorizas y las siguientes veces no necesitas mantener el equilibrio conscientemente. Curiosamente, y dado que la naturaleza me ha provisto de dos criaturas (ahora tres, pero eso es otra historia y será contada en otro momento) con las que puedo experimentar, te diré que he llevado a cabo experimentos no científicos sobre el asunto, y que puedo dar la siguiente información:

Cuando un niño se sube por primera vez a una escalera mecánica, a pesar de que está viendo que se mueve, se cae hacia atrás (se vence, no llega a caer, por lo menos en mis experimentos) y debe agarrarse al pasamanos para mantener el equilibrio. Toda la maniobra va acompañada de una sonrisa boba adorable y una cara de mareo, con sonidos tipo “¡uau!”, mientras papá, a medio metro por detrás, con las manos extendidas por si acaso, observa la maniobra con mezcla de precaución y regocijo. La segunda, tercera y cuarta veces el mecanismo inconsciente de equilibrio (llamémoslo así) ya ha entrado en funcionamiento y las entradas en la escalera son más estables. La quinta vez que mis hijos subieron a una escalera mecánica del corte  inglés lo hicieron “en automático”, sin necesitad de controlar conscientemente su equilibrio.  Esto lo he visto yo, con dos niños a la vez, y fijándome explícitamente en sus reacciones. Los tiempos entre cada una de las experiencias oscilaban entre una y varias semanas. Por tanto, puedo afirmar que el control motor inconsciente del cerebro tiene muy buena memoria y es muy hábil al acostumbrarnos a este tipo de plataformas móviles.

Pero obviando mis incompletas observaciones personales, he encontrado un artículo estupendo en PLOS ONE (había otros, pero éste es el más completo) en el que un grupo de investigadores se dedicó a medir con siete voluntarios la “extrañeza” que sentían al subir a escalera mecánicas paradas. Como son científicos, hicieron el experimento bien:

 

Planteamiento del experimento de las escaleras mecánicas

Fig. 1.- Planteamiento del experimento. A unos voluntarios se les ponen sensores de movimiento en talones y espalda para observar sus posturas y movimientos, y a continuación se les hacer recorrer un circuito que consta de 5 escaleras mecánicas en movimiento seguidas de o bien 2 escaleras "de toda la vida" (de madera y con el primer escalón más bajo para imitar una escalera mecánica), seguidas de una escalera mecánica parada, o bien 3 escaleras mecánicas paradas. A continuación se les pregunta por la sensación de extrañeza que han sentido, mediante una puntuación, a la vez que se compara con sus movimientos corporales.

Los resultados los podemos ver en la gráfica de la Fig. 2: Las tres columnas de la izquierda representan la “extrañeza” cuantificada en tres escaleras mecánicas quietas consecutivas. La primera escalera mecánica parada es la que más extrañeza produce. La segunda vez consecutiva que nos subimos a la escalera aún nos da ese mareíllo, y la tercera también, pero claramente menos. El sistema motor se acostumbra rápidamente.

En las tres columnas de la derecha, el circuito pasaba por dos escaleras de madera y una escalera mecánica parada al final. El cerebro identifica correctamente las escaleras como “estáticas” y las dos primeras apenas suscitan extrañeza. A pesar de eso, la tercera sí lo hace, porque el cerebro, tozudo él, espera de nuevo que se mueva, a pesar de estar viéndola parada. Fíjense, aunque no sea altamente significativo, que el grado de extrañeza al encontrarse una escalera mecánica parada tras subir por dos escaleras de madera (columna 6) es casi el mismo que el de encontrarse la escalera mecánica parada de primeras dadas (columna 1).

 

Fig. 2.- Resultados del experimento, dos grupos de respuestas puntuando la sensación de extrañeza según cuál de los circuitos siguieran los sujetos experimentales.

Tras el experimento, los investigadores llegaron a las siguientes e interesantes conclusiones:

1.- La sensación de extrañeza no aparece cuando se sube uno a unas escaleras de madera, aunque tengan exactamente la misma forma que las escaleras mecánicas paradas, con el primer escalón apenas levantado, el siguiente un poco más levantado y los demás del mismo tamaño. NUestro cerebro identifica visualmente la escalera y dice “ésta no es mecánica”, por lo que la reacción automática no se produce.

2.- El cerebro consciente ve que la escalera está parada y ajusta el paso para posar el pie sobre una superficie que está quieta. Los pies entraban a la misma velocidad y apoyaban de la misma manera en una escalera mecánica parada y en una escalera de madera de las mismas dimensiones. La sensación extraña se produce después de haber entrado en la escalera. Es decir, que la maniobra de aproximación la hacemos con los ojos y la coordinación consciente, y la hacemos bien, y es solo al dar los siguientes pasos en la escalera cuando entra el piloto automático del cerebelo y “nos comunica” que algo diferente está pasando.

3: Los pies actúan de la misma manera (o casi) tanto en las escaleras normales como en las escaleras mecánicas paradas. Es el tronco el que se inclina demasiado al entrar en una escalera mecánica parada, esperando quizás el pequeño tirón que lo devuelva a su posición original, tirón que nunca llega y que puede ocasionar la extraña sensación de desequilibrio.

La hipótesis que lanzan los investigadores, y que cuadra bien con lo observado, es que los movimientos de las extremidades (colocar el pie en el escalón, colocar la mano en el pasamanos…) son controlados conscientemente, aunque con una componente inconsciente, mientras que la postura es controlada de manera inconsciente, siendo principalmente la posición de la espalda la que cambia esperando el movimiento y la que causa los mensajes internos de extrañeza cuando no se produce la pequeña aceleración inicial que esperamos inconscientemente al entrar en una escalera mecánica.

Para terminar, una viñeta que me ha encantado y que traduzco con permiso de sus autores, del estupendo blog Sci-ence En inglés. Clic para ampliar:

Autobatalla en la escalera mecánica
Referencias: 

1.- Odd Sensation Induced by Moving-Phantom which Triggers Subconscious Motor Program Documento PDF En inglés, el artículo original.
2.- Phantom of the escalator En inglés, que cita al artículo original.
3.- Your Inner Robot En inglés, que cita al artículo original one more time.

Categorías: Biología, Ciencia, Consultorio CPI, Medicina | Hay 22 comentarios »

1 de diciembre de 2007

 [Libro] Cuestiones curiosas de ciencia (2007-36)


Título: Cuestiones curiosas de ciencia
Autor: Scientific American (Ed.)
Tema: Divulgación científica
Editorial: Alianza
Páginas: 270
ISBN: 978-84-206-6051-6
Idioma: Español
Traductora: Dulcinea Otero-Piñeiro

Otro estupendo libro a cuyo espíritu se apuntó CPI. Un montón de lectores mandan preguntas a la revista Scientific American (en español, Investigación y Ciencia), donde cada pregunta es respondida por un especialista en la materia (a veces, incluso, por el premio Nobel cuya investigación respondió a la pregunta formulada).

Hay unas cuantas preguntas, muchas, que son realmente interesantes: ¿Cómo se mide el peso de un planeta? ¿Cómo sobreviven los delfines y las ballenas si se pasan el día bebiendo agua salada? ¿Por qué muchos perros y gatos aparecen con los ojos azules o verdes en las fotos con flash, en vez de rojos? ¿Cómo conseguía levantarse el T. Rex con esas patitas delanteras tan pequeñas? ¿Cómo se produce una resaca? ¿Por qué marea leer en el coche? ¿Por qué no hay cáncer de corazón? ¿Por qué en ocasiones el arco iris se ve más grande que en otras?

Es un libro muy cortito pero muy aprovechable. El único defecto que le veo es que a veces las respuestas son demasiado cortas, dejándonos con ganas de más o, en un par de ocasiones, simplificando demasiado. Ejemplo: El cielo es azul porque absorbe más el rojo, igual que el agua del mar. Uf. En Malaciencia Alf lo hizo mucho mejor al explicarlo: El color del cielo en Malaciencia.

En cualquier caso, cualquier libro que comparta el espíritu CPI me parece bueno, aquí reconozco que no soy imparcial. El hecho de que muchas preguntas dispares tengan respuestas basadas en lo que la humanidad ha ido observando a lo largo de la historia me parece increíble. Einstein ya lo dijo mejor:

Lo más incomprensible del Universo es que sea comprensible.

Aunque en mi opinión son mejores los dos tomos del NewScientist, ¿Hay algo que coma avispas? y Why don’t penguins’ feet freeze, este libro me sigue pareciendo imprescindible.

Categorías: Astronomía, Biología, Ciencia, Física, Ingeniería, Libros, Medicina, Química | Hay 8 comentarios »

28 de septiembre de 2007

 Consultorio CPI: Grasa corporal

Pequeña Mota nos pregunta:

¡Hola! Llevo mucho tiempo leyendo CPI pero es la primera vez que me animo a escribiros ^^U
La razón es una duda existencial que llevo arrastrando unos días: ¿Cómo funcionan las básculas que, aparte del peso, miden el porcentaje de grasa, líquidos y masa muscular sólo con el contacto de los pies? Espero que podáis ayudarme, porque cada hipótesis que se me ocurre es más absurda, jeje.
¡Saludos!

Pequeña Mota: espero que esta hipótesis no te resulte absurda ;) Hay varias maneras de medir el contenido en grasa del cuerpo, que van desde las muy complicadas, como la densitometría ósea por rayos X (difícil de poner en una báscula a monedas) hasta la medición de pliegues del cuerpo, que necesita de buenas medidas y técnicos bien entrenados. El método que usan las básculas de farmacia no es muy preciso, pero sirve para da una idea. Se llama Análisis de resistencia bioeléctrica o análisis de impedancia bioeléctrica (BIA , en sus siglas inglesas). El fundamento es relativamente simple:

Hay materiales que son buenos conductores de la electricidad (metales…) y materiales que lo son menos (plásticos, piedras, madera…). Dentro del cuerpo humano, los músculos conducen mejor la electricidad, ya que contienen un elevado porcentaje de agua con electrolitos en disolución. Recordemos que el agua pura no es conductora de la electricidad, pero el agua con electrolitos disueltos (como, por ejemplo, sal) sí lo es. La grasa, en cambio, no contiene mucha agua y conduce peor la electricidad.

patente-1-s.jpgLo que hace una báscula de esas cuando te subes encima es mandar una pequeña corriente eléctrica a través de tu cuerpo. Tranquila, que no es suficiente para provocar daños. El polo donde apoyas tu pie izquierdo adquiere un potencial (voltaje) de un signo y el polo donde apoyas el pie derecho adquiere un potencial de signo contrario. El resultado es que tienes los pies conectados a los extremos de una pila: pasará corriente a través de tu cuerpo. Como la máquina sabe qué potencial (V) está aplicando en voltios, y puede medir qué corriente (I) está recibiendo, mediante la fórmula V=I·R (la famosa Ley de Ohm) puede saber cuál es la resistencia (o impedancia) de tu cuerpo. Esta resistencia está más o menos relacionada con la proporción de grasa que tengas en tu interior comparada con la proporción de músculo.

Los hombres y las mujeres almacenamos la grasa en sitios distintos, por lo que esto debe ser tenido en cuenta a la hora de hacer la medida. La principal fuente de error de estas medidas es la cantidad de agua que hayas bebido antes de hacerte la prueba (tu nivel de hidratación). Es un factor que no puede controlarse. Si estás más hidratada saldrá una mejor conductividad y por tanto menor porcentaje de grasa que si vas a la báscula con un poco de sed. Otra fuente de error es la cantidad de piel que apoyas sobre los electrodos, que puede influir en el resultado final. No es lo mismo que apoyes la punta del pulgar que el pie entero, pues cuanto mayor sea la superficie de contacto más corriente podrá pasar (siempre, recordemos, sin suponer un peligro).

No es necesario que sean los pies lo que apoyes en los electrodos: hay otras maquinitas que parecen más fáciles de usar:

patente-2.jpg

Para leer más:

1.- BIA , en la Wikipedia.
2.- Varios métodos de medida de la grasa corporal, en la Wikipedia.
3.- Patente sobre un nuevo dispositivo, más preciso, de medida del porcentaje de grasa corporal. (De ella he sacado las imágenes).
4.- La Ley de Ohm, un clásico de nuestra infancia :)

Categorías: Biología, Ciencia, Consultorio CPI, Física, Medicina | Hay 28 comentarios »

23 de septiembre de 2007

 [Libro] El cálculo de Dios (2007-31)


Título: El cálculo de Dios
Autor: Robert J. Sawyer
Tema: Ficción científica
Editorial: Ediciones B (byblos)
Páginas: 394
ISBN: 978-84-666-3276-8
Idioma: Español
Traductor: Pedro Jorge Romero

Este libro, que me prestó DrimeR (¡gracias mil!), es extraño. No extraño, sino diferente. Es un libro de ciencia ficción dura, pero en el que lo más importante parecen ser las emociones y las controversias éticas de los protagonistas. El comienzo es supremo:

Lo sé, lo sé; parecía una locura que los alienígenas hubiesen venido a Toronto. Vale, la ciudad es popular entre los turistas, pero uno pensaría que un ser de otro mundo iría directamente a las Naciones Unidas… O quizás a Washington. ¿En la película de Robert Wise Ultimátum a la Tierra no iba Klaatu directamente a Washington?

En efecto, unos extraterrestres, sospechosamente parecidos a los humanos en cuanto a su forma de pensar y razonar, llegan a la Tierra buscando a un paleontólogo. Quieren que les informe de la historia fósil de la Tierra, para comprobar que también aquí ha habido cinco grandes extinciones como en todos los mundos que han visitado. A Thomas Jericho, paleontólogo jefe del Royal Museum of Ontario, le toca la papeleta.

El libro está muy bien escrito, se lee muy rápido y engancha. El cogollo del libro se presenta cuando los alienígenas le dicen al Dr. Jericho que es obvio que existe Dios, y que todos ellos creen en él. Jericho considera que como científico su misión es ser ateo, a falta de otras pruebas. Esto sucede cuando llevamos pocas páginas, por lo que no les estoy desvelando mucho. El libro narra las idas y venidas intelectuales del alienígena con el humano, mientras se ponen al día de los últimos cientos de millones de años de sus respectivos planetas y otras cosas suceden alrededor. Se nos presenta en todo su esplendor la falacia del Diseño Inteligente, a veces ridiculizada, a veces soltada para “que lo pensemos”. De vez en cuando el Dr. Jericho reflexiona sobre hechos científicos conocidos en la Tierra y nos regala algunos párrafos de divulgación que, la verdad, hacen subir de nivel al libro.

El libro, reitero, está muy bien. Es cogerlo entre las manos y no poder parar. Es rápido y directo. Peca un poco de abuso de drogas alucinógenas hacia el final, pero todos sabemos lo difícil que es terminar bien una novela, sobre todo si ésta empieza con un puñado de seres de ocho patas aterrizando en la puerta delantera de un museo canadiense. El meollo principal son los dilemas éticos del protagonista y las discusiones “fé y razón” sobre la existencia de un dios y de la representación que de él hacen las distintas razas galácticas. Al igual que Sagan planteó como una trama menor en su inmensa Contacto el debate constante entre la Dra. Ellie Arroway y el predicador, aquí los papeles son interpretados por el Dr. Jericho y Hollus, el alienígena que resulta luego ser la alienígena (sólo hay dos sexos en el tercer planeta de β Hydri).

Mi nota: Muy entretenido.

Categorías: Astronomía, Biología, Libros | Hay 24 comentarios »

25 de julio de 2007

 Pi-caduras de medusa

Hoy, un pequeño entretenimiento sin pretensiones, estimados lectores. Me escribió el colgao de turno (no, en serio, es su alias) mandándome una foto de un recuerdo que le dejó una medusa:

Hola Remo, estaba mirando las fotos del verano pasado en Ibiza, y vi la de mi picadura de medusa….y me acordé de CPI. Jajaja, mira la foto y dime si las medusas pueden estar intentando copiar nuestro número pi, y cuál es la probabilidad de una invasión a gran escala.

Si fuera posible tener una picadura de medusa favorita, sería ésta. Muchas gracias, Colgao ;) :

Categorías: Biología, Chorradas, Fotografía, Viajes | Hay 38 comentarios »