La Percepción de la Información

Vídeo de la charla que impartí en el ciclo de conferencias de Hablando de Ciencia 2015 en Málaga. En ella intento hacer una apología sobre la importancia que tienen las formas de transmisión de la información en la investigación científica. Y como el uso de nuevas formas de percibir los datos nos pueden ayudar a mejorar la eficiencia en la interpretación de estos.

La Percepción de la Información

La ciencia actual está generando una gran cantidad de datos que están suponiendo un quebradero de cabeza para los científicos, es el llamado problema del “Big Data”. En respuesta a esto, las técnicas de visualización de datos han evolucionado notablemente para poder comunicar de una manera rigurosa y eficiente toda esta gran cantidad de información. Sin embargo, aunque estas estrategias visuales cuenten con la actual hegemonía en todas las disciplinas, se muestran contraproducentes ante ciertos problemas. Ante éstos, la sonificación, es decir, la representación de los datos en forma de sonido, se está mostrando como una potente alternativa a tener en cuenta. El análisis de los datos provenientes de sondas espaciales, la caracterización de tejidos biológicos o el estado de la bolsa son algunos ejemplos donde se ha aplicado esta nueva estrategia. Durante esta charla reflexionaremos de estas y otras técnicas de percibir la información que nos rodea.

PD: Perdonad por la abundancia de «Vale», malditos nervios xD.

Optimiza una simulación del desarrollo del cerebro y gana unas prácticas en el CERN

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El proyecto Human Green Brain Project tiene como objetivo la simulación computacional del desarrollo del encéfalo humano basándose en datos provenientes de la neuroimagen. En particular, reconstruyen el conectoma gracias a las imágenes de tensor de difusión que permiten observar la localización de grandes trazos en el cerebro. Comparando estos datos con los generados por la simulación pretenden descubrir los mecanismos subyacentes al desarrollo del citado conectoma.

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Este grupo junto con CERN openlab e Intel han creado el Intel Modern Code Developer Challenge. Una competición en la que tendrás que optimizar el código del programa utilizado para llevar a cabo la simulación para que corra lo más rápido posible. Si lo haces bien podrás ganar unas prácticas en el laboratorio del CERN openlab, un tour guiado por el CERN o un viaje al congreso «Supercomputing Conference 2016» con todos los gastos pagados en cualquier caso.

Nada más que por echar un vistazo al programa y acceder al cluster que te ofrece Intel para realizar las pruebas del código vale la pena intentarlo, así que os animo a registraros e invitadme al CERN si es que tenéis suerte 😉

Este es el problema a resolver:

The cell clustering problem is an example for agent-based self-organization, comprising many cell behaviours occurring naturally during neural development. During development of the cerebral cortex (i.e. the part of the brain that is largely responsible for sensation, action, cognition and memory), a few initial progenitor cells proliferate through division and cell growth, giving rise to an exponentially increasing population of different cell types. These cells, by sensing extracellular substances in their environment, migrate towards their final locations. Hence, by implementing optimized code for simulating cell proliferation, migration and diffusion of substances, it will be possible to efficiently conduct large-scale simulations of cortical development. Such simulations are crucial to gain insights into neurodevelopmental disorders, and the workings of the brain.

PD: Ya podían organizar otro concurso para hacer un logo mejor, porque vamos, sangre en los ojos xD.

La Percepción de la Información, charla en HdC Málaga

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Para los que aún no la conozcáis,  Hablando de Ciencia es una gran asociación de divulgación científica. Su actividad estrella es el evento «Desgranando Ciencia» el cual lleva celebrándose en Granada desde hace 2 años y que ya está calentando motores para la tercera edición en diciembre. Como parte de la campaña de promoción se han organizado varias interesantes charlas en distintas ciudades, entre ellas Málaga.

Es en esta última donde he sido invitado para hablar de la intersección entre ciencia, procesamiento de la información y la percepción de los datos. La fecha será el 13 de Noviembre a las 18:00 en el Salón de Actos Unicaja (Málaga). Pero os recomiendo no esperar a ésta y disfrutar también de las otras ponencias como «Niño, ¡No le des transgénicos a la abuela!» de Óscar Huertas, «Pseudoaqueología no, falsa arqueología» de José Luis Moreno, «Elogio de la duda» de Jorge Frías Perles o «Las grietas de la ciencia» de mi gran amigo Alejandro López.

En este enlace podéis leer el resumen de las charlas (y de paso curiosear por el recomendable blog Afán por Saber de José Luis Moreno) y a continuación os dejo el resumen de mi presentación:

“La percepción de la información”

La ciencia actual está generando una gran cantidad de datos que están suponiendo un quebradero de cabeza para los científicos, es el llamado problema del “Big Data”. En respuesta a esto, las técnicas de visualización de datos han evolucionado notablemente para poder comunicar de una manera rigurosa y eficiente toda esta gran cantidad de información. Sin embargo, aunque estas estrategias visuales cuenten con la actual hegemonía en todas las disciplinas, se muestran contraproducentes ante ciertos problemas. Ante éstos, la sonificación, es decir, la representación de los datos en forma de sonido, se está mostrando como una potente alternativa a tener en cuenta. El análisis de los datos provenientes de sondas espaciales, la caracterización de tejidos biológicos o el estado de la bolsa son algunos ejemplos donde se ha aplicado esta nueva estrategia. Durante esta charla reflexionaremos de estas y otras técnicas de percibir la información que nos rodea.
Si más espero veros por allí y tener una agradable e interesante tarde 🙂

Conferencias abiertas de neuroinformática del INCF 2015

En el pasado mes de agosto se celebró en Australia el congreso de Neuroinformática del INCF (International Neuroinformatics Coordinating Facility). En el mismo se hablaron de los últimos avances en computación neuromórfica, plataformas de simulación de redes, la relación entre neurociencia y big data, nuevos standards en neuroimagen 3D y muchos más temas interesantes. Si se te ha hecho la boca agua como a mí y se te ha pasado la fecha (o no tenías pasta u.u) ¡Estás de suerte!, recientemente han subido todas las charlas y podéis disfrutarlas en la esta lista de reproducción (Ojalá otros congresos aprendan de ellos..)

Manuel Lima – A visual History of Human Knowledge

Una de las piezas clave en la investigación científica debe ser la forma que tenemos de representar el conocimiento que vamos adquiriendo. A lo largo de la historia nos hemos valido de numerosas herramientas para transmitir esta información siendo las más relevantes detrás de las lingüísticas, las visuales. En esta conferencia se hace un pequeño repaso a como una de ellas, el diagrama en forma de árbol, ha ido evolucionando hasta los diagramas de redes.

Aunque no se hable específicamente de ello en la conferencia, me parece muy interesante como la «simple» representación de la información puede condicionar la manera en la que entendemos el mundo. Por poner un ejemplo se me viene a la cabeza la típica pelea entre dos graduados de diferente formación científica sobre las competencias exclusivas de sus respectivas carreras. En mi opinión este tipo de debates surgen de una mala representación conceptual de las carreras como entes separados por ramas dicotómicas en un artificial «árbol del conocimiento». Los objetos de la realidad pueden verse abordados desde múltiples disciplinas sin que ello suponga un colapso de la rigurosidad de nuestro conocimiento. Es hora de pasar del árbol de la ciencia a la red de la ciencia.

Y luego, ¿qué vendrá? 😀

BRAINS! Feel like a Zombie. Taller de disección en La Noche de los Investigadores.

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Día: 25/09/2015

Hora: 19:00.

Lugar: Plaza de la Marina. Málaga.

Si de repente fuéramos paseando por calle Larios y surgiera un apocalipsis Zombie lo más recomendable sería salir corriendo como alma que lleva el diablo. Estos seres serían capaces de perseguirte durante kilómetros en busca de su manjar preferido, tu cerebro. Bueno, vale, en la actualidad no se tiene evidencia de que los zombies existan más allá de nuestra imaginación pero sí que existen otros seres que están obsesionados con ellos, los neurocientíficos. Pero, ¿Por qué? ¿Qué tiene de especial este órgano? Te invitamos a descubrirlo por ti mismo acudiendo a la disección de un cerebro y aprendiendo todos sus secretos.

Actualmente la neurociencia es una de las disciplinas que más interés despiertan en las personas. Es muy frecuente encontrar noticias, anuncios o programas que hagan referencia a ésta. No obstante, la rigurosidad con la que es tratada deja en muchas ocasiones mucho que desear, fomentando mitos y teorías descartados por la ciencia. Por ello, es necesario un fomento de la divulgación en este campo que ayude a su comprensión y aporte las herramientas a la sociedad para que sepa evaluar correctamente toda esta información.

El día 25 de septiembre con motivo de La Noche de los Investigadores estaré junto con la Asociación Empyria impartiendo un taller de disección de un cerebro de cordero. Todos los participantes contarán con su propio encefálo bien fijado y realizarán la disección con ayuda de mis compañeros y un servidor. Las plazas son límitadas así que atentos 😉

ACTUALIZACIÓN 2015/09/23: Podéis reservar vuestra plaza en el siguiente formulario  😉 (Plazas agotadas)

Más info

¿Relación entre «locura» y creatividad?

 

La neurociencia y la psicología están llenas de creencias que son aceptadas de manera indiscriminada por la sociedad. Esto ocasiona que aunque hayan sido desmontadas por la ciencia hace mucho tiempo, aún persistan en el «acervo cultural» como verdades obvias cuando deberían ser calificadas de mitos. Por ejemplo aquella que defiende que nuestro cerebro se apaga al irnos a dormir o aquel famoso mito del 10% de uso cerebral.

Una creencia muy común y extendida es la relación entre la creatividad o el éxito artístico y algunas condiciones patológicas como la esquizofrenia. Recientemente en Nature Neuroscience se ha publicado un artículo que defiende la integridad de esta relación basándose en análisis genómicos e historiales clínicos de cerca de 86000 personas. Los autores obtuvieron la combinación de alelos que es compartida por aquellas personas diagnosticadas de esquizofrenia o de trastorno bipolar. A continuación buscaron esta combinación en un grupo de 1000 personas calificadas por ellos como creativas, es decir, pertenecientes a alguna profesión creativa. Su conclusión fue que las personas más creativas tenían una mayor probabilidad de tener esa variantes genéticas.

Si leyésemos hasta aquí parecería que todo suena muy bien. De hecho eso debieron de hacer aquellos periodistas más inquietos que se lanzaron a por aquellos grandilocuentes titulares que comienzan por «La ciencia confirma que…». No obstante, cuando estamos estudiando datos provenientes de niveles de organización tan alejados como la genética y el comportamiento debemos se cautos y analizar en profundidad las afirmaciones. Eso es lo que ha hecho Arielle Duhaime-Ross en un artículo publicado en The Verge y en el vídeo que encabeza este post. En los mismos se ha hecho eco de críticas hacía la interpretación de los datos obtenidos en el artículo y de los criterios establecidos para definir la creatividad. En concreto critican que el vínculo obtenido es demasiado débil como para afirmar de manera tajante una relación entre ambos factores. Recomiendo su visionado y os animo a tener cuidado con este tipo de estudios pues, aunque estén correctamente realizados la interpretación de sus resultados es compleja y puede llevar a error.

NEUWalk, el proyecto que pretende devolver el movimiento a los parapléjicos

Hace unos años el equipo de Grégorie Courtine de la EPFL consiguió que ratas con una lesión en la médula espinal volvieran a recuperar el control motor sobre las extremidades inferiores. En ese entonces realizó una charla TED de la que ya os hablé y que recomiendo que veáis. Aparte de los impresionantes resultados la forma en la que los habían logrado era un ejemplo de libro de como hacer investigación aplicada. En la intersección entre múltiples disciplinas, sabiendo como aplicar los resultados de investigación básica y con una visión novedosa que permitió seguir una estrategia distinta de otras ya seguidas.

A las ratas parapléjicas se les insertó en la médula espinal una serie de electrodos en la parte caudal (inferior) de la herida además de un cóctel de neurotransmisores. Aunque el control motor voluntario era imposible, se puede inducir el movimiento de las patas con un determinado patrón de estímulos a través de los electrodos. Estudiando cuidadosamente el pateo de la rata en función de los estímulos fueron capaces de extraer que tipos de señales correspondían a determinados movimientos.  Incluso eran capaces de predecir las señales que mandaría el sistema nervioso central (SNC) al subir escaleras o evitar obstáculos, pudiendo adaptar el caminar en función de éstos.

Fig. 2. ref [1] Electrochemical neuroprosthesis.
Fig. 2. ref [1]
Electrochemical neuroprosthesis.

Aprovechando esta situación los investigadores pudieron «sincronizar» las señales provenientes del SNC con las señales inducidas por los electrodos. Los resultados tal y como podéis ver hablan por si solos. Gracias a la plasticidad neuronal el número de fibras se había incrementado y habían logrado sortear la zona de la lesión para volver a formar conexiones funcionales.

 

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En estos momentos están trabajando para poner en marcha el plan piloto que permitirá trasladar a humanos el protocolo seguido en ratas. No obstante, parece que en esta ocasión pretenden obtener señales del cerebro de forma directa para poder sincronizarla con los estímulos de una forma más precisa.  En el vídeo podemos observar la habitación donde se llevará a cabo el experimento. Tras el llamativo arnés podemos ver el gran servidor que estará dedicado a decodificar y procesar la información, no solo de las señales cerebrales sino además de 16 cámaras que seguirán en todo momento el movimiento muscular de la persona. En este proyecto el tiempo de procesamiento es crucial pues la señal debe ser mandada a los electrodos al mismo tiempo que la proveniente del SNC. Por ello la sincronización de toda esta información en un tiempo tan corto requiere de una gran capacidad computacional y una conexión entre los elementos muy veloz. De hecho, me atrevería a decir que no es casualidad que el servidor se encuentre en la misma sala del experimento, a menor distancia tenga que recorrer la información menor tiempo de transmisión. Y aunque parezca una tontería en estos experimentos cualquier milisegundo ganado vale la pena.

Neuroprosthetic technologies to augment the impact of neurorehabilitation after spinal cord injury.