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Charla «Lo que nos enseñan las hormigas sobre el cerebro, el cáncer e Internet» de TED2014 en español.
La ecologista Deborah Gordon estudia las hormigas donde quiera que las encuentre: en el desierto, en los trópicos, en su cocina… En esta fascinante charla, explica su obsesión con insectos que la mayoría de nosotros aplastaríamos felizmente sin pensárnoslo dos veces. Sostiene que la vida de las hormigas ofrece un ejemplo útil para aprender sobre muchos otros temas, incluidas enfermedades, tecnología y el cerebro humano.
- Autor/a de la charla: Deborah Gordon
- Fecha de grabación: 2014-03-20
- Fecha de publicación: 2014-05-13
- Duración de «Lo que nos enseñan las hormigas sobre el cerebro, el cáncer e Internet»: 849 segundos
Traducción de «Lo que nos enseñan las hormigas sobre el cerebro, el cáncer e Internet» en español.
Estudio las hormigas en el desierto, el bosque tropical, en mi cocina y en las colinas que rodean Silicon Valley, donde vivo.
Me he dado cuenta de que las hormigas interactúan de forma diferente en diferentes ambientes.
Y pensé que podríamos aprender de esto sobre otros sistemas, como los cerebros y las redes de datos que creamos e incluso el cáncer.
Lo que estos sistemas tienen en común es que no hay un control central.
Una colonia de hormigas está compuesta por trabajadoras estériles, las que se ven andando por ahí, y por una o más hembras reproductoras que solo ponen los huevos.
No dan instrucciones.
Aunque se les llama reinas, no le dicen a nadie qué hacer.
En una colonia de hormigas, no hay nadie al mando.
Todos los sistemas como este, sin control central, se controlan a través de interacciones simples.
Las hormigas interactúan con el olfato.
Huelen con sus antenas e interactúan con sus antenas.
Cuando una hormiga toca a otra con su antena, sabe, por ejemplo, si la otra es compañera de nido y qué tarea ha estado haciendo.
Aquí ven muchas hormigas moviéndose e interactuando en un campo de laboratorio conectado a otros dos campos por medio de tubos.
Cuando una hormiga se encuentra con otra, no importa qué hormiga se encuentre, y en realidad no se transmiten ninguna señal o mensaje complicado.
Lo importante es el ritmo en el que se encuentra con otras hormigas.
Todas estas interacciones juntas producen una red.
Esta es la red de las hormigas que acaban de ver moviéndose en el campo.
Y esta red, en constante movimiento, produce el comportamiento de la colonia, como que todas las hormigas se escondan en el nido o cuántas irán a buscar comida.
El cerebro trabaja igual.
Pero lo genial de las hormigas es que puedes ver toda la red mientras sucede.
Hay más de 12 000 especies de hormigas en todos los ambientes que se imaginen, y usan las interacciones de diferente forma para enfrentar retos medioambientales.
Un importante reto medioambiental con el que trata cualquier sistema son los costes operativos necesarios para que funcione el sistema.
Y otro reto medioambiental son los recursos, encontrarlos y recolectarlos.
En el desierto, los costes operativos son altos porque el agua escasea y las recolectoras de semillas que estudié en el desierto tienen que gastar agua para conseguir agua.
Una hormiga que está buscando comida buscando semillas al sol abrasador, pierde agua en el aire.
Pero la colonia consigue su agua metabolizando las grasas de las semillas que comen.
Así que en este medioambiente se usan las interacciones para buscar comida.
Solo salen por comida si tienen suficientes interacciones con las que vuelven de fuera.
Como ven, las que vuelven con comida van al túnel, al nido, y se encuentran con las que salen.
Esto tiene sentido para ellas.
Cuánta más comida hay fuera, más rápido la encuentran, más rápido vuelven y envían a más hormigas fuera.
El sistema permanece parado a no ser que pase algo positivo.
Las interacciones activan a estas hormigas.
Hemos estudiado la evolución de este sistema.
Primero, hay variaciones.
Resulta que las colonias son diferentes.
Algunas buscan menos comida los días secos.
Las colonias se diferencian en el equilibrio entre gastar agua para buscar semillas y conseguir agua en forma de semillas.
Intentamos entender por qué algunas colonias buscan menos comida, pensando en las hormigas como neuronas, usando modelos de la neurociencia: al igual que una neurona añade su estímulo de otras neuronas para decidir si dispara, una hormiga añade su estímulo de otras hormigas para decidir si busca comida.
Lo que buscamos es si puede haber colonias ligeramente diferentes en cuanto al número de interacciones que necesita cada hormiga para salir a buscar comida, ya que una colonia así buscaría menos comida.
Esto nos lleva a una cuestión análoga sobre los cerebros.
Hablamos sobre el cerebro, pero todos los cerebros son ligeramente distintos.
Y quizá hay individuos o ciertas condiciones en las que las propiedades eléctricas de las neuronas son tales que se necesitan más estímulos para disparar.
Esto conlleva a diferencias en la función cerebral.
Para hacer preguntas evolucionarias, tenemos que saber sobre el éxito reproductivo.
Este es un mapa del lugar de estudio donde he estado monitorizando a esta población de colonias de hormigas cosechadoras durante 28 años, lo que aproximadamente vive una colonia.
Cada símbolo es una colonia y el tamaño del símbolo es cuántas crías tuvo ya que pudimos usar la variación genética para emparejar colonias de progenitores y colonias de crías para entender qué colonias fundó una hija reina y qué colonia de progenitores la produjo a ella.
Esto fue increíble.
Después de todos estos años, entender, por ejemplo, que la colonia 154, a la que conozco bien desde hace años, es bisabuela.
Aquí está la colonia de su hija, aquí está la colonia de su nieta y estas son las colonias de su bisnieta.
Haciendo esto, pude aprender que las colonias de las crías se parecen a las de los progenitores en sus decisiones sobre qué días son tan calurosos que no buscan comida.
Y las crías y progenitores viven tan lejos los unos de los otros que nunca coinciden.
De modo que las crías no pueden aprender esto de sus progenitores.
Lo siguiente es buscar la variación genética subyacente en este parecido.
Entonces pude preguntar, ¿quién lo está haciendo mejor? Durante el estudio, y sobre todo estos últimos 10 años, ha habido una sequía muy intensa y creciente en el suroeste de EE.
UU., y resulta que las colonias que conservan agua, que se quedan dentro cuando hace mucho calor fuera y sacrifican recoger la mayor cantidad de comida posible, tienen más posibilidades de tener colonias de crías.
Todo este tiempo pensé que la colonia 154 era una perdedora ya que en los días muy secos apenas buscaba comida, mientras que las otras estaban fuera, buscando muchísima.
Pero, en realidad, la colonia 154 es un éxito enorme.
Es una matriarca.
Es una de las escasas bisabuelas del lugar.
Hasta donde sé, es la primera vez que hemos podido monitorizar la evolución en curso del comportamiento colectivo en una población natural de animales y averiguar lo que funciona mejor.
Internet usa un algoritmo para regular el flujo de datos, que es muy similar al que usan las hormigas para regular el flujo de las que buscan comida.
¿Adivinen cómo llamamos a esta analogía? Anternet [Horminet ] El horminet se acerca.
(Aplausos) Los datos no abandonan el ordenador fuente a menos de que reciba una señal de que hay suficiente ancho de banda en el que viajar.
En los principios de Internet cuando los gastos operativos eran muy altos y era muy importante no perder datos, el sistema estaba diseñado para que las interacciones activasen el flujo de datos.
Es interesante que las hormigas usen un algoritmo tan similar al que hemos inventado últimamente.
Pero este solo es uno del puñado de algoritmos de las hormigas que conocemos.
Las hormigas han tenido 130 millones de años para desarrollar muchos muy buenos y pienso que es muy probable que algunas de las otras 12 000 especies tengan algoritmos interesantes para redes de datos que no hemos considerado todavía.
¿Qué pasa si los gastos operativos son bajos? En los trópicos los gastos operativos son bajos gracias a la humedad, y para las hormigas es fácil andar por ahí.
Pero las hormigas son tantas y tan diversas en los trópicos, que hay mucha competencia.
Cualquier recurso que use una especie es probable que sea utilizado por otras al mismo tiempo.
Así que en estos ambientes, las interacciones se usan de la forma opuesta.
El sistema sigue en marcha hasta que pasa algo negativo.
Una especie que estudio hace circuitos en los árboles de las hormigas buscadoras de comida, yendo del nido a la fuente de alimento y volviendo.
Hasta que pasa algo negativo, como una interacción con hormigas de otra especie.
Aquí hay un ejemplo de la seguridad de las hormigas.
En el medio, una hormiga obstaculiza la entrada del nido con su cabeza en respuesta a las interacciones con otra especie, son las pequeñas que corren por ahí con sus abdómenes al aire.
Pero en cuanto se va la amenaza, la entrada se abre de nuevo.
Quizá hay situaciones en la seguridad informática, donde los gastos operativos son lo suficientemente bajos como para bloquear el acceso temporalmente en respuesta a una amenaza y luego abrirlo, en vez de construir un fuerte o un firewall permanente.
Otro reto medioambiental que enfrentan todos los sistemas son los recursos, encontrarlos y recolectarlos.
Para ello, las hormigas resuelven el problema de la búsqueda colectiva, un problema que ahora mismo es de gran interés en robótica porque hemos entendido que más que enviar fuera un robot único, sofisticado y caro a explorar otro planeta o a buscar en un edificio en llamas, quizá pueda ser más eficaz conseguir un grupo de robots más baratos que intercambien solo una mínima información.
Así es como lo hacen las hormigas.
La hormiga argentina invasora hace redes de búsqueda expandibles.
Son buenas en lidiar con el problema principal de la búsqueda colectiva, que es la compensación entre buscar cuidadosamente y cubrir mucho terreno.
Y lo que hacen es que cuando hay muchas hormigas en un espacio pequeño busca cada una muy cuidadosamente porque habrá otra hormiga cerca buscando por allí.
Pero cuando hay pocas hormigas en un espacio grande, tienen que extender sus caminos para cubrir más terreno.
Creo que usan interacciones para evaluar la densidad.
Cuando hay muchas juntas, interactúan más y buscan más cuidadosamente.
Diferentes especies de hormigas deben usar diferentes algoritmos porque han evolucionado para lidiar con diferentes recursos.
Puede ser muy útil saber esto.
Recientemente, le pedimos a las hormigas que resolviesen el problema de búsqueda colectiva en un ambiente extremo de microgravedad en la Estación Espacial Internacional.
Al ver la foto pensé, Oh no, montaron el hábitat verticalmente.
Luego me di cuenta de que no importa.
La idea es que las hormigas están trabajando tan duro para agarrarse a la pared o al suelo, o como quieran llamarlo, que es menos probable que interactúen y entonces, la relación entre su apiñamiento y la frecuencia de sus encuentros se dañarían.
Estamos analizándolo.
No tengo los resultados aún.
Pero sería interesante saber cómo lo resuelven otras especies en diferentes ambientes de la Tierra.
Estamos creando un programa para animar a los niños de todo el mundo a probar este experimento con diferentes especies.
Es muy simple y puede hacerse con materiales baratos.
Y así, haríamos un mapa global de algoritmos de búsquedas colectivas de las hormigas.
Es muy probable que la especie invasora, las que entran en nuestros edificios, sean muy buenas en esto, ya que están en su cocina porque son muy buenas encontrando comida y agua.
El recurso más conocido para las hormigas es un picnic.
Este es un recurso agrupado.
Cuando hay un trozo de fruta, puede haber otro cerca.
Y las hormigas que se especializan en recursos agrupados usan interacciones para reclutar.
Cuando una hormiga se encuentra con otra o con un químico que otra tiró al suelo, cambia de dirección para seguir la dirección de la interacción.
De allí la fila de hormigas compartiendo su picnic.
De aquí creo que podemos aprender algo de las hormigas sobre el cáncer.
Primero, es obvio que podemos hacer mucho para prevenir el cáncer, no permitiendo que la gente propague o venda las toxinas que promueven el cáncer en nuestro cuerpo.
No creo que las hormigas puedan ayudarnos mucho con esto.
Ellas nunca envenenan a sus colonias.
Pero podemos aprender algo de ellas para el tratamiento del cáncer.
Hay muchos tipos de cáncer.
Cada uno empieza en una parte particular del cuerpo y luego algunos tipos de cáncer se expanden o metastatizan a otros tejidos de donde consiguen los recursos que necesitan.
Si piensan desde la perspectiva de las células iniciales cancerígenas metastásicas que están fuera buscando los recursos que necesitan, si esos recursos están agrupados, probablemente usarán interacciones para reclutar, y si podemos averiguar cómo reclutan estas células, quizá podríamos ponerles trampas, atraparlas antes de que se establezcan.
Las hormigas usan interacciones de formas diferentes en una gran variedad de ambientes.
Nosotros podríamos aprender de esto, sobre otros sistemas que operan sin control central.
Usando solo simples interacciones, las colonias de hormigas han conseguido logros maravillosos durante más de 130 millones de años.
Tenemos mucho que aprender de ellas.
Gracias.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/deborah_gordon_what_ants_teach_us_about_the_brain_cancer_and_the_internet/