Matemáticas y ritmos de vida | Ciencias y Matemáticas


Thiago Pereira da Silva *

Al anochecer en el sudeste asiático, los viajeros pueden ver un espectáculo completo de forma gratuita. En la pista, en el idioma de São Paulo. Miles de luciérnagas se encienden y apagan juntas sus lucecitas, creando un concierto realmente genial.

Bueno, en realidad, es un poco como la samba de São Paulo: algunas de las luciérnagas no están sincronizadas, pero el hecho de que miles de ellas parpadeen juntas parece mágico. Este fenómeno es bien conocido y desde hace más de 300 años atrae a viajeros de todo el mundo.

Pero, ¿por qué estos insectos comienzan a parpadear en grandes cantidades de agua si cada uno tiene su propio ritmo de parpadeo cuando se separan?

Curiosamente, la explicación de este fenómeno durante mucho tiempo fue que tal sincronía entre luciérnagas no existe. De alguna manera nuestro cerebro quiere ver orden donde no hay orden. Cuando cerramos los ojos, creamos una sensación de sincronía. Esta fue de hecho la explicación del fenómeno que dio Philippe Laurent, en 1917, en la revista Science.

Estaba hablando con un buen amigo mío en los Países Bajos, donde les tomó 50 años entender realmente lo que estaba pasando. Lamentablemente, eran las 10 de la noche aquí en São Paulo, las 3 de la mañana en Ámsterdam. Todavía estaba lleno de energía y dijo que prefería trabajar toda la noche. Entonces nuestra conversación cambió a diferentes ritmos de trabajo. Pero no sabía que el asunto seguía igual. ¿como el? Supongo que te estarás preguntando qué tiene que ver hablar de luciérnagas con los ritmos de las personas para dormir y despertarse.

Vamos. Nuestro ritmo básico de vigilia y sueño se llama ritmo circadiano. Por ejemplo: nos levantamos a las 6:00 de la mañana, almorzamos al mediodía, cenamos a las 7:00 de la noche (aunque los franceses y españoles son diferentes), y a las 10:00 de la noche contamos los pequeños oveja. Al día siguiente, voilá, Todo se repite.

Bueno, más o menos. Es posible que duerma más con su cerveza la noche anterior. Sin embargo, ¿por qué nuestro ritmo circadiano es tan fuerte?

¡OK entonces! El año es 1972, el mes de febrero y el decimocuarto mes. El geólogo francés Michel Sefer verá la luz del sol por última vez en los próximos seis meses. Estaba entrando en una cueva en Texas y estaría completamente aislado sin acceso a la luz e influencia externa. En otras palabras, las cosas que afectan nuestro sueño y nuestro despertar, como enviar correos electrónicos al jefe todo el tiempo, no serán un problema durante los próximos seis meses.

Tampoco Sefer por la pandemia de coronavirus o por tomarse un descanso de la relación. No. Se planeó el aislamiento y un geólogo francés de la NASA y su equipo de investigadores ayudaron. Los franceses fueron su “hámster humano” en un experimento para medir qué tan pocas influencias externas afectan nuestra vida diaria, como el sueño-vigilia y el clásico “Tengo hambre porque ya es mediodía”.

Otro amigo mío dice que se enferma si no come entre el mediodía y la 1 de la tarde. Un hecho extraño, por decir lo mínimo, digno de un capricho … pero ¿por qué la espalda? ¿Qué tiene de especial este momento mágico? Sefer nos trae las respuestas.

Los resultados del experimento y los datos recopilados por Siffre son impresionantes. Durante los primeros meses, “Today” Sever vivió 26 horas. ¿Cuándo? Aquí vamos: Esto significa que el primer día se despertó a las 6:00 y almorzó al mediodía. La segunda vez, me levanto a las 8 de la mañana y almuerzo a las 2 de la tarde, y así sucesivamente; ahora mi amigo que solo almuerza al mediodía debe estar triste.

Ocurrió algo más interesante. Durante algunas semanas más, pasó la noche despierto y luego durmió unas 15 horas, el doble de lo que estaba acostumbrado. En este punto, los datos revelaron un hecho sorprendente: el ritmo del sueño de Sevre no estaba sincronizado con las fluctuaciones de la temperatura corporal.

Espera, ¿a qué te refieres? ¿Fluctuaciones de temperatura corporal?

Esto es correcto. Tampoco lo sabía hasta hace un tiempo. Nuestro cuerpo no tiene

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Una temperatura constante de 36,5 grados centígrados durante todo el día. Su temperatura corporal desciende levemente antes de dormir y se eleva antes de despertarse.

Bueno, no en Sever. De hecho, la experiencia ha demostrado que los seres humanos tenemos dos ritmos circadianos, el sueño y la temperatura. No sería sorprendente si dijera, en este tipo de experimento, que se toma un estímulo externo de los animales para estudiar los ritmos circadianos. Y de hecho, las especies no tienen un ritmo de 24 horas. Algunos tienen un “día” de 22 horas y otros tienen 26 horas.

Entonces, ¿cómo se adapta nuestro ritmo circadiano a un estímulo externo, como la luz solar, y finalmente se sincroniza con ese estímulo? Bueno, también las luciérnagas del sudeste asiático. Cuando se mide en el laboratorio, cada luciérnaga tiene su propio ritmo para encender las luces. Pero en un grupo grande, sincronizan sus ritmos para hacernos un espectáculo.

A continuación se presentan algunas advertencias importantes. Si su adolescente duerme 15 horas al día, es poco probable que no esté sincronizado con el ritmo solar. Y si tu suegra o amiga solo almuerza a la misma hora, considera que la experiencia de eliminar Netflix, WhatsApp, correos electrónicos y luz solar puede ser muy beneficiosa.

Lo bueno es por qué varios problemas como la sincronización de los destellos de luciérnagas, los ritmos circadianos y miles de neuronas causan La epilepsia y la enfermedad de Parkinson tienen las mismas matemáticas.

¡No lo leíste mal! Además de la sincronización de las luciérnagas y los ritmos circadianos, algunas enfermedades también están asociadas con la transición a la sincronía. La sincronicidad es el fenómeno no lineal más antiguo de la ciencia moderna. La no linealidad aquí significa que comprender las partes no ayuda a comprender el todo. Fue el primer investigador descrito por Huygens en 1673. Tenga en cuenta que esto fue 14 años antes del libro de Newton sobre las leyes matemáticas de la naturaleza.

Pero se necesitarían otros 300 años para desarrollar suficientes matemáticas para describir el problema del surgimiento de la sincronicidad. Y finalmente el spoiler: Firefly Sync no es un efecto psicológico. Estos insectos en realidad adaptan sus ritmos siguiendo una ecuación matemática que incluso les permite predecir el ritmo colectivo. Las mismas matemáticas que explican la adaptación de los ritmos circadianos. Y parte de las matemáticas necesarias para comprender el fenómeno de la sincronicidad se hizo aquí en Brasil.

* El matemático Thiago Pereira da Silva es miembro asociado de la Academia Brasileña de Ciencias y profesor de la Universidad de São Paulo (USP). Tiene un doctorado en dinámica no lineal de la Universidad de Potsdam, Alemania, y su trabajo se centra en los sistemas dinámicos y el comportamiento colectivo. Participó en proyectos epidemiológicos como ModCovid19, el cual desarrolló un modelo con un mecanismo de control matemático que simula el tiempo y tipo de distanciamiento social a ser aplicado en diferentes ciudades, preservando las especificidades de cada una, según el estado de la enfermedad en la misma. .

Ya ha recibido premios como el del Instituto Serrapilheira, en 2018. Es miembro de la Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), en Estados Unidos, y de la Brazilian Society for Applied and Computational Mathematics (SBMAC).

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Rocío Volante

"Apasionado aficionado a los viajes. Aficionado a la música. Organizador profesional. Defensor independiente de las redes sociales. Evangelista de la cerveza".

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