La flecha bidimensional del tiempo biológico

Tiempo biológicoEl tiempo biológico se describe mejor mediante una superficie bidimensional que toma la forma de una hélice de segundo orden, de acuerdo con una nueva teoría del tiempo.

Es tentador pensar en el tiempo como una secuencia lineal de eventos que se captan mejor como una línea recta, el eje X en una gráfica, por ejemplo. Pero los físicos nunca se han sentido restringidos por tal definición, al contrario, nunca han titubeado en moldear el tiempo para sus propios fines.

En la termodinámica, por ejemplo, la flecha del tiempo aparece debido a un fenómeno irreversible tal como una transición de fase, bifurcaciones y caos. En la relatividad, el espacio y el tiempo son uno, y Minkowski, en su famosa formulación, usó la idea de ‘cono de causalidad’ para explicar la correlación entre objetos físicos.

En la mecánica cuántica, la noción de tiempo se hace incluso más extraña. El tiempo es a veces bidimensional, a veces reversible para mantener la simetría CPT (carga, paridad y tiempo) y otras veces discontinuo o fractal.

Para abreviar, los físicos reformulan el tiempo en lo que sea que les encaje, o al menos, en aquello que les proporciona la mejor potencia predictiva o explicatoria.

Entonces, ¿por qué no iban a usar el mismo truco los biólogos? Hoy, tienen la oportunidad gracias a una innovadora idea de Giuseppe Longo y sus colegas de la Escuela Normal Superior de París.

Longo y sus colegas defienden que las entidades biológicas requieren de una formulación no lineal del tiempo debido a que su existencia se caracteriza por ritmos y ciclos más que mediante procesos lineales.

Por lo que el equipo ha reformulado una noción del tiempo que capta la esencia de los ritmos y ciclos de la biología.

La idea es tomar una representación lineal estándar del tiempo y representar un ritmo usando una segunda dimensión perpendicular al tiempo. Al ser cíclica, esta dimensión toma la forma de un ángulo, representado por una línea giratoria perpendicular, como la manecilla de un reloj.

Los ritmos extra pueden añadirse simplemente en esta línea perpendicular. Por lo que un ritmo circadiano llevaría cerca de 24 horas que rotase, mientras que en la cima de estos ritmos estarían la respiración y el latido que apenas llevan unos segundos.

El resultado es que un punto de este ‘tiempo-espacio’ se mueve a lo largo de la superficie de un helicoide bidimensional (ver la imagen). Longo y compañía llaman a estar forma hélice de segundo orden.

Esto está muy bien. La cuestón es qué poderes explicativos y predictivos proporciona esta representación. ¿Cómo de útil es?

Longo y sus colegas dicen que, primero, proporciona una representación visual de los ritmos y periodicidades a la escala de la vida, lo que hace que las comparaciones entre y dentro de especies sea particularmente fácil.

Dibujan, por ejemplo, la periodicidad de los latidos durante el sueño y la vigilia diciendo que la nueva representación del tiempo biológico hace que sea fácil distinguir rasgos importantes de un vistazo.

También observan la diferencia entre envejecimiento biológico y envejecimiento físico, demostrando cómo el envejecimiento biológico puede tender a cero en ciertas circunstancias, como la hibernación, mientras que el envejecimiento físico continúa inexorable.

También porponen la pregunta de si el envejecimiento biológico puede invertirse aunque continúe el envejecimiento físico, un fenómeno que parece ocurrir en cierto tipo de células madre.

Finalmente, examinan la diferencia de periodicidad entre jóvenes y viejos, sugiriendo (no de forma totalmente convincente) que esto puede explicar la diferencia en la percepción temporal entre jóvenes y ancianos, es decir, el tiempo pasa más lento para los jóvenes y más rápido para el anciano.

Por lo que ciertamente hay algo de poder explicatorio útil en esta formulación biológica del tiempo, parece una nueva y potente forma de representar datos biológicos.

Si tiene algún poder predictivo es otra cuestión, y una sobre la que Longo y sus colegas deben estar pensando seguramente.

Lo que tienen ahora que demostrar es que esta aproximación proporciona una nueva visión genuina a los problemas de la biología y el envejecimiento, algo que no logran del todo en este artículo.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1004.4186: A 2-dimensional Geometry for Biological Time
Fecha Original: 27 de abril de 2010
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Comment (1)

  1. Jurl

    Ahm… pero la percepción del tiempo está por ver cuánto de biológico tiene y cuánto de la propia consistencia de la consciencia. En principio es normal que el tiempo transcurra más rápido para alguien que lo acumule, puesto que 1 año de 20 es un 5%, 1 año de 100 es el 1%. El sistema de búsqueda en el disco duro tiene que ser además más eficiente para encontrar más cosas xD.

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