Wednesday, January 15, 2014

Cuando la teoría pone en juego al amor


Daniel es un físico ruso dispuesto a conquistar al mundo con sus ideas, pero en medio de publicaciones llenas de números y letras griegas, no ha logrado conquistar el amor de la chica linda del laboratorio al otro lado del campus a la que mira con ojos de borrego a medio morir.  Esa chica que camina con la sonrisa más dulce y que cuando se encuentra con Daniel en la cafetería suele sonreír aún más ampliamente, pues sabe que es extranjero y no quiere cometer un error al hablar… esa chica que… ¿lo hace sudar?... tal vez tanto que ni siquiera le ha preguntado su nombre…

Esa tarde estaban sufriendo la tercera nevada de la temporada, así que Daniel se ocultó en la biblioteca, era su costumbre para esperar que las cosas malas pasaran, era su refugio para todo y todos. Hacía tiempo que había comenzado a estudiar la teoría del juego, especialmente desde la perspectiva de Nash, y estaba resuelto a publicar un artículo al respecto, aplicando la propuesta a modelos económicos y biológicos.  Aunque ya había mucho escrito al respecto, él quería innovar, encontrar algo que nadie más hubiera visto, pero tenía que encontrarlo, no había duda que estaba ahí, o tal vez allá… quizá en esta revista… tal vez…

Comenzó a mover de un lado a otro las 300 revistas sobre la mesa que una de ellas resbaló… cuando se agachó a levantarla sin poner atención al entorno, vio una mano tomando su revista. Estaba a punto de gritar que no tocase su revista, cuando con la mirada siguió la mano, y luego el brazo y luego el hombro… llegó hasta el cuello y dos ojos avellanados se encontraron con sus ojos azules.

La sonrisa se agrandó como siempre… pero está vez moduló palabras:
-Hey!, me encontré esto!... ¿qué estás leyendo?, dijo ella intentando modular con cuidado cada sonido.

-Estoy leyendo la teoría de Nash... dijo él como dudando si esa voz era de él o la estaba escuchando en sus audífonos. Al no poder distinguir entre su voz y la música que tenía en sus audifonos, se los quitó y cayeron al suelo.

Ella se apresuró a ayudarle a levantarlos y cuando lo hizo puso cuidado en las revistas de la mesa y alcanzó a leer en una de ellas: La teoría del juego y sus aplicaciones en modelos biológicos…

Cuando concluyó de leer, ella le dio sus audifonos y luego le extendió su mano:
- Me llamo Kathleen, Kat… estudio nanotecnología aplicada a modelos biológicos e intento explicar patrones evolutivos… veo que tú entiendes de matemáticas… mi asesor dice que mi propuesta no tiene mucho futuro… ¿quizá me puedas ayudar?... ¿eh?, ¿qué cosas digo?, seguro que estás muy ocupado…

Cuando ella soltó su mano, él la tomó nuevamente y dijo casi en un susurro:
-Me llamo Dan… Daniel  y ¡si!, de hecho quiero plantear un modelo de aplicación de las teorías del juego a modelos económicos y evolutivos, aunque ya se ha hecho antes… quiero encontrar un área específica que me permita innovar un poco.

Ella movió la silla a su lado y cayeron más revistas, pero ésta vez él se levantó y le ofreció su silla, limpió un poco y se dispuso a hablar de lo que él tanto sabía y amaba con ella…
-Siéntate por favor Kat, creo que si te puedo explicar desde la matemática como evolucionan las especies, sin embargo, recuerda que son solo modelos que representan la realidad.

-La ciencia es eso, ¿no? respondió Kat, sonriendo.

-Si, si… es verdad… solo explicamos la realidad…

-Lo que sé de la teoría del juego, es que estudia el intercambio de ganancias y por ende la toma de decisiones entre los jugadores, si un ente puede entender que puede ganar o perder durante un intercambio, toma decisiones basadas en su experiencia. Yo creo que eso mismo aplica a los modelos biológicos, pues si consideramos que las especies deben tomar en cuenta la información del medio y los predadores para sobrevivir, deben entonces aplicar toma de decisiones sobre las respuestas del ambiente.

Daniel abrió aún más los ojos y arqueó las cejas…


-¡Exacto!, esa es la idea… La teoría del juego se relaciona mucho con teoría económica, donde un juego de suma cero es una representación matemática de una situación en la que un participante gana o pierde ganancias y  la utilidad está exactamente balanceada por las ganancias o perdidas del participante, a diferencia de un juego con suma no cero donde se agregan tanto ganancias como pérdidas a una situación en que los jugadores interactúan. Al juego de suma cero se le resuelve con el teorema Minimax que está muy relacionado con la teoría del equilibrio de Nash.

-    No he podido entender eso, ¿me lo podrías explicar?, pero usa palabras sencillas, por favor.

-    Es una solución conceptual a los juegos no cooperativos que incluyen a dos o más jugadores, en la cual se asume que es posible conocer el equilibrio de las estrategias de cada jugador pues tiene algo que ganar al cambiar si estrategia durante el juego.

-    Suena complicado…

-    No lo es, de hecho puede ser ridículamente simple: tal vez si lo tratamos de entender con sistemas biológicos… mira, vamos a suponer que tienes a una abeja y a una mariposa intentando obtener polen de dos flores… ¿tú trabajas con sistemas biológicos de este nivel?, o tal vez… microbios, bacterias…

-    Suena lindo el ejemplo de la abeja y la mariposa, explícame con ello y luego quizá podemos aplicarlo a las esporas…

-    Daniel la miró feliz… bien… te  explico con mariposas… hay dos flores y la mariposa y la abeja están intentando obtener el polen máximo, si la mariposa lo hace primero puede que tome todo el polen y por ende la abeja pierde, y si lo hace la abeja, la mariposa pierde, pero ambos quieren la ganancia, así que es importante tomar una decisión sobre la acción y puedes verlo de modo simple con un cuadro como éste:

La abeja toma el polen de una flor
La abeja  intenta tomar de dos flores
La mariposa toma el polen de una flor
Máximo beneficio común
La abeja gana y la mariposa pierde
La mariposa intenta tomar el polen de las dos flores
La mariposa gana y la abeja pierde
Máximo perjuicio común

-  ¡Diablos!, suena tan fácil que yo puedo entenderlo, aunque seguro hay un montón de números y cosas involucradas como las que puedo ver en tus revistas.

-    Si, hay todo un teorema que define formalmente la teoría, para ello primero debes considerar que un juego se define como una terna (N, Dj, Φj), donde N es el conjunto de jugadores, Dj es el conjunto de estrategias para cada jugador y ϕj es igual a P: A-> R donde A = A1 X…. X An y es una función de los pagos…

-    Asi ya no lo entiendo mucho, pero déjame darte otro ejemplo a ver si comprendí… Kat y Dan pueden aprender uno del otro, y toman decisiones… entonces si hago una matriz se vería así:

Kat habla con Dan
Kat no habla con Dan
Dan habla con Kat
Máximo beneficio común
Kat puede ir a casa
Dan no habla con Kat
Dan puede terminar sus lecturas
Máximo perjuicio común

-    Si, más o menos como eso, pero ambos debemos tener el mismo nivel de ganancia, en este caso la ganancia es distinta, tú habrías ido a casa y yo habría leído otro poco.

- Yo quiero estudiar las fluctuaciones caóticas en la frecuencia fenotípica, específicamente en aquellos casos donde es necesaria la adecuación de un heterocigoto, para la adecuación de la medida de un progenitor recesivo a las siguientes generaciones, lo cual me parece, es la medida de la adecuación de los homocigotos, y por lo tanto los heterocigotos tendrían un efecto destructivo sobre los homocigotos y sobre ellos mismos, aunque en menor medida sobre ellos mismos. Esto porque si un comportamiento se asocia a una baja adecuación al medio y a una alta fecundidad se obtiene una fluctuación caótica.

Los ojos de Daniel se abrieron tanto que sus anteojos estuvieron a punto de caer, cuando finalmente pudo hablar, comenzó tartamudeando y luego, tosió un poco para aclarar sus propias ideas…

-Kat… creo que sin duda ambos podemos obtener ganancia de esta charla, existen al menos dos explicaciones posibles, incluso sería posible hacer predicciones… yo puedo aplicar mis teorías matemáticas a todo eso que tú dijiste, que la verdad no entendí, tenemos que sentarnos ambos a explicar cada cosa con peras y manzanas, pero creo que ambos obtendríamos ganancias de todo esto y es posible equilibrar las ganancias, sin duda…

-  Quiero saber si es posible encontrar patrones de adaptación y pervivencia en poblaciones vivientes.

-    ¿Has leído sobre el juego de la vida de Conway?

-    Si, eso es lo que me dio la idea, pero no entiendo lo suficiente de matemáticas, creo que lo que me acabas de explicar y el modelo de Conway pueden ayudarme, actualmente todos son algoritmos que buscan crean patrones estables, como los análisis de las bases de datos, todo es matemáticas es nuestra vida cotidiana, ¡todos buscan patrones! .

-    Si, si… claro… creo que acaba de aumentar nuestras probabilidades de lograr nuestros sueños… si… ¿te puedo invitar un café?, solo debo… recoger todas estas revistas… y… creo que ha dejado de nevar… te puedo llevar en mi auto, o ¿tienes auto?.

-    Te ayudo con ello, no tengo auto, solo mi bicicleta, pero puedo dejarla en el campus, y venir mañana en el autobús. Con variables climáticas, aumenta la probabilidad de accidentes pues los conductores cambian sus patrones de conducta…

-    Si, es verdad… bueno… podemos poner tu bicicleta en mi auto… tengo un porta bicicleta que uso los fines de semana… bueno… solo cuando no hay nieve, pues como dices… hay cambios de patrones en los conductores… si…ohm… entonces si ponemos tu bicicleta en mi auto ¿te puedo llevar a casa?... después del café, claro…

-    Déjame pensar… si yo decido que si, entonces ambos obtenemos ganacias, pues no tendría que tomar mañana el autobús, y tú sabrías donde encontrarme… pero en tal caso, seguramente habrá otras decisiones que cada jugador va  haciendo, ¿no?

-    Si, si… el patrón puede ser exponencial… ¡claro!

-    Si, eso supuse… puede convertirse en una fluctuación caótica… donde el patrón cumpla diversas condiciones y por ende… cambie… evolucione…

-    Si, si… es verdad… si…

-    ¡Diablos!, ¡parece que las matemáticas no son tan complejas!!.

-    No, no… no lo son… pueden explicar muchas cosas y como dices… se aplican cada vez más a la vida cotidiana… yo trabajo aplicando todo esto a modelos económicos e hice un patrón de programación para Google, es por ello que parece que lee tu mente cuando tecleas algo… siempre le es posible completar palabras y actualmente, se usan algoritmos para ayudarte con búsquedas de información, que sirven para comprender patrones de uso del internet...

-    ¡Increíble!... ¿has explicado modelos biológicos?

-    No, pero… al parecer… estoy a punto de hacerlo… ¡si tú me lo permites!.

Thursday, September 12, 2013

Abstract thought: making simple the complexity


By: Alma Dzib Goodin & Daniel Yelizarov
 
It seems that everything is smart nowadays, there is smart phones, smart TVs and an algorithm for everything. Mathematics and physics begins to flood our lives in unexpected ways!, but at the same time, there are less students interested in scientific careers, particularly physics and mathematics.

What do make so  complex this body of knowledge?, are they too abstract?, can we make them accessible to students?, are there people elected for these areas?, why are so problematic for education?.

It seems a huge problems is the fact they have to do nothing  with the environment of most of persons, however, if we wish to solve problems in the modern world, people generally require the ability to reason and understand complex systems. Although it seems easy to use a smart phone, seems we only have to touch an icon and thousands of things happen, it is important to determine the nature of the task to perform and make it more practical and efficient as possible.

The modern world ask us for information and decision-making in everyday how to buy milk. Who not is has felt lost when you are asked to buy milk?, what type of milk?, do lactose-free?, with flavor?, do low-fat?, to 2%?, would milk with much fat?, do soy milk?, only to see the options anyone goes crazy with the information!.

This is just a simple example of the number of variables we process every day, and recent research show that all this is learned from a very young age and all those skills should be exploited in science education.

But let’s going by parts!,  what do make special to those persons capable to understand complex or abstract thinking?, the answer may seem absurd, in fact it is: the most difficult of comprehension of complex or abstract thinking is to make it simple .

Experts learn to play with the information, recognizing the relevant and separating it from the irrelevant, creating patterns of response from logical chains of tasks, sounds it is not so simple?, well just remember the steps you followed to find this paper and start to read it. To do this, try to  use a process that allows you to follow the chain of previous events on your own steps to reach the goal of a task. This process is called Metacognition .

We have mentioned in different forums that success at any area, namely scientific, sporting, or artistic does not depend on intelligence as some make us think, that myth is broken under the value of something much more powerful: motivation.

When people stop  think that they are not suitable for a task, trying to establish a personal chain of responses and reach a successful outcome, they are able to repeat this task, sometimes in an addictive way, feeling themselve suitable for this purpose. At that time they will have found their talent. They will be able to make explicit the implicit, they take control of the actions and begin to design the relevant steps to accomplish the tasks.

Take the example of the complex science, such as physics or understanding of mathematical language. The first meeting may seem hard, we don't understand the message, but once we get to understand this new language and all the patterns, it is like reading posts on Facebook.

So the most important thing to make the complex in a simple way is: understanding the tasks, including the language. 

Another step is to understand the value of imagination. In physics, there are many things that we cannot see or touch in reality, sometimes we only imagine from a systematic language. An example of this is the theory of relativity, which it could not be ascertained until the a photograph of an eclipse was taken and made obvious a curve of light produced over objects,  but to get to this,  scientists had to imagine the effect and look for a source to observe this phenomenon.

The next step is to forget the myth that only a few can be chosen for the areas of science, or women cannot be researchers, or the best teachers are women. Come on!, which book  has written we can not open a gap?,  How can we know this is not possible if have we not tried it?.

Science has many areas that have been drawn badly for few persons, but if you are able to find the simplicity of the variables, imagine the possibilities, connect the dots and create chains of response into routine, the same way we do it every day, why not give accept that anyone can do science?, there is a great future ahead when you choose the right path.

There are no chosen by science, some people choose to do  science and  they have a lot of fun!, because contrary to the image that the scientist is a frustrated nerd with worldly things, with a complicated existence,  when we are asked to buy milk and nobod tell us  exactly what type of milk you want, we have no idea what brand is the best!, after all  milk is milk, right?.

REFERENCIAS:

González García, J. (2013) Imagination: A creative tool to achieve meaningful understanding of new information. Global Journal of Human Social Science Linguistic & Education. 13 (8) 70-79.

Gopnik, A. (2012) Scientific thinking in Young children: Theoretical advances, empirical research, and policy implications. Science. 337 (6120) 1623-1627.

Joyner, DA., Majerich, DM., & Goel AK. (2013) Facilitating authentic reasoning about complex systems in middle school science education. Procedia Computer Science. 16.  1043-1052.

Kim, YR., Park, MS., Moore, TJ., Varma, S. (2013) Multiple levels of metacognition and their elicitation through complex problema-solving task. The journal of Mathematical Bheavior. 32 (3) 377-396.

Luna Hogan. D. (2013) Mirando a través de la física. Disponible en red: http://centrodeasesoriasytutoriasenlnea.blogspot.com/2013/08/mirando-el-mundo-traves-de-la-fisica_23.html

Silvia, PJ., Beaty, RE., & Nusbaum, EC. (2013) Verbal fluency and creativity: General and specific contributions of broad retrieval ability (Gr) factors to divergent thinking. Intelligence. 41 (5) 328-340.

Thursday, August 29, 2013

The epidemic of autism or how professionally ignore evidence

By Alma Dzib Goodin, Kathleen Slovec, & Linda Sanders

Epidemiological studies of the United States, show an increase in the number of cases related to the autism spectrum disorders, ranging 4  in 10 000 children in 1960 to 1 in  88  children at 2008. This data are attracting attention of many proffesional, because the question around is if there is a pandemic or if the dagnosis has being used arbitrarily.

Three lines of research are pinpointing that the answer is that without a doubt, there is an inexplicable tendency to mental health professionals to indiscriminately use the word "Autism", which has made raising the voices of professionals who claim that such practice is destroying our children.

The first line of research began around 1990, with studies which have formed a large group of data related to the neurovirologia, whose studies are based on the proteome (study of the proteins) and the relationship between the presence of virus, bacteria and mental disorders.

Several studies worldwide have been written, documenting the effect of several viruses and bacteria on the brain, and also allowed to understand that the blood-brain barrier is not infallible to protect the brains in formation in the womb. 

The attention have been on maternal, perinatal  and intra hospital infections, whose effects,depending on the moment in which they are acquired and their infection capacity, may have sequelae along short, mid and long-term in children brain. 

Some of the effects studied are seizures, language disorders, cognitive, learning disorders, motor development, and has long term, has been linked them with schizophrenia.

The second line of research focuses on bacterias, especially those located in the stomach and the effect on mental processes. Studies have come to change antidepressants for  some patients by pro biotic.

The third call took place some months ago and it was given by the director of the National Institute of Mental Health in the United States, who announced that this Institute would add to the already known diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM), research in areas of neuroimaging, genetics, biology, cognitive science and behavioural to provide better services and diagnoses to patients.

In general the field of the study of the autism spectrum disorders, has been dominated by psychiatry for many years, proof of this is its inclusion in the DSM, but if it’s analysed with care, it is possible to find many other disorders that fall into the criteria of diagnosis, which is based on 3 principles: difficulties in communicationin the socialization and repetitive and stereotyped behaviors. 

This same difficulties can be found in children with viral infections, metabolic disorders such as disorder in glucose storage, immune system disorders, and inflammatory responses.

Mental health, should not be a political issue, should be a subject of professional research, because finally the development of biomarkers or viral tests that allow specific treatment is cheaper than all the drugs currently used in the long term. 

This is a voice for children with developmental disorders and their families. You deserve the best care that can be provided to them and can be sure that neither genetic nor brain disorders are destination, children can learn.

References:

Arnold, C. (2013) Gut feelings: the future of psyciatry may be inside your stomach. Disponible en red: http://www.theverge.com/2013/8/21/4595712/gut-feelings-the-future-of-psychiatry-may-be-inside-your-stomach

Dzib Goodin, A. (2010) Alteraciones del desarrollo por dificultades perinatales y la confusión con los trastornos del espectro autista.  Revista Mexicana de Neuropsicología.  5 (1) 4-9.

Dzib Goodin, A. (2012) El virus HHV-6 y su relación con los trastornos del neurodesarrollo. Cuadernos de Neuropsicología.  6 (2) 85-94.

Dzib Goodin, A. (2013) Dejando de lado el DSM: los pacientes merecen mejores diagnósticos.  Disponible en línea: http://neurocognicionyaprendizaje.blogspot.com/2013/05/dejando-de-lado-el-dsm-los-pacientes.html

Goldeberg, M., & Goldberg, E. (2011) The myth of autism: how a misunderstood epidemic is destroying our children.  Skyshore Publishing. USA.

Insel, T. (2013) Director’s blog: transforming diagnosis. Disponible en red: http://www.nimh.nih.gov/about/director/2013/transforming-diagnosis.shtml

Lyte, M (2013) Microbial endocrinology and nutrition: A perspective  on new mechanism by which diet can influence gut-to-brain communication. PharmaNutrition.  1 (1) 35-39.

Miller, JS., Bilder, D., Farley, M., Coon, H., Pinborough-Zimmerman, J., Jenson, W., Rice, CE., Fombone, E. Pingree, CB., Ritvo, E., Ritvo, RA., & McMahon, M. (2012) Autism spectrum disorder reclassified: A second  look at the 1980´s Utah/UCLA autism epidemiology  study. Journal of Autism and Developmental Disorders.  43 (1) 200-210.