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Un nuevo modelo matemático predice dónde podría atacar el Ébola

Un nuevo modelo matemático podría facilitar la predicción de los brotes de Ébola, que pueden llegar a ser hasta un 60% más propenso para 2070, si el mundo continúa en un camino hacia un clima más cálido.

El modelo podría emplearse para determinar dónde vacunar a las personas antes de que un brote se establezca, o permitir que un gobierno tome medidas en las fronteras donde los viajeros enfermos pudiesen propagar la enfermedad.

Las personas pueden contraer el Ébola al entrar en contacto cercano con la sangre o los fluidos corporales de una persona o animal infectado. Un murciélago de la fruta pudo haber estado detrás de los brotes en el África occidental en 2014. Los efectos del cambio climático podrían cambiar el lugar donde viven los murciélagos y las personas, poniéndolos en contacto más próximo entre sí.

Para determinar las perspectivas del Ébola en 2070, los investigadores que elaboraron el nuevo modelo consideraron diversos escenarios sobre cómo el mundo podría trabajar para reducir la desigualdad, frenar el crecimiento de la población y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. Se han identificado con precisión los lugares donde ya habido epidemias, como la República Democrática del Congo y Gabón, y se han señalado otros, particularmente en Nigeria, que aún no la han visto.

Fuente:

https://www.fayerwayer.com/2019/10/computadora-puede-predecir-brotes-ebola/

Las abejas también saben matemáticas, según tres estudios recientes

Varios primates y aves, como los chimpancés o el loro gris africano, han demostrado que son capaces de comprender el significado de los números, e incluso hacer operaciones sencillas con ellos.

Otros animales más simples, como los insectos, no habían mostrado tener este tipo de capacidades matemáticas. Al menos hasta que un equipo de científicos franceses y australianos decidió poner a prueba a uno de los insectos más inteligentes que se conocen: las abejas.

Los resultados de sus investigaciones se han publicado en diversos estudios. En el primero, publicado en Science en junio de 2018, mostraban que eran capaces de identificar el cero.

Unos meses más tarde, en febrero de este año, efectuaron otro experimento en el que entrenaban a las abejas para realizar sumas y restas sencillas. Se introdujeron en un laberinto en forma de Y, con dos posibles salidas. Al entrar, se colocaban dos conjuntos de elementos, entre 1 y 5. Si las formas eran de color azul tenían que sumarlas, mientras que si eran amarillas las restaban.

A continuación, se colocaba la solución real de la operación en el camino que les llevaba hasta una recompensa, mientras que en la otra vía se colocaba otra cantidad cualquiera. Pasado un tiempo de entrenamiento, aprendieron a hacerlo correctamente.

Por último, realizaron un nuevo estudio, publicado en Proceedings of the Royal Society B. En él, se repetía el experimento del laberinto, pero esta vez debían pasar de un número de elementos a la representación gráfica de la cifra o viceversa. El resultado fue un éxito, aunque al proceder a pasar a las abejas de una situación a otra, no lo lograban.

Este descubrimiento, además de mostrar habilidades complejas de las abejas, aporta información interesante de cara al futuro desarrollo de métodos de comunicación con otras especies.

Fuente:

https://hipertextual.com/2019/06/abejas-matematicas

Matemáticas para describir las vibraciones de las moléculas

Las moléculas están formadas por átomos, y estos por núcleos y electrones. Pero es menos sabido que todos ellos están en perpetuo movimiento, incluso a las temperaturas más bajas. Estas danzas moleculares se estudian en una disciplina llamada dinámica molecular. Es una rama de la ciencia próxima a la mecánica celeste.

Para estudiarlas es importante tener en cuenta el escenario en el que tienen lugar. Son los paisajes moleculares, descritos por hipersuperficies de múltiples dimensiones que expresan la energía relativa de cada configuración de átomos en la molécula.

Los valles corresponden a estados moleculares estables. En ellos los núcleos actúan como si estuvieran unidos por muelles elásticos y vibran todos al unísono. El movimiento de los núcleos sigue una forma muy regular. A medida que aumenta la excitación, los núcleos se separan de los valles, tornándose sus movimientos más complicados (anarmónicos). Esta complicación aumenta, hasta que se vuelven caóticos e impredecibles.

Esta transición del orden de los toros al caos puede analizarse a través de teoremas de la moderna teoría de sistemas dinámicos, desarrollados en la segunda mitad del siglo XX.

Es posible determinar de forma precisa la velocidad de la reacción, gracias a una teoría geométrica que emplea técnicas matemáticas similares a las anteriores. Esta teoría se basa en un objeto denominado NHIM (del inglés normally hyperbolic invariant manifold), que determina que en el estado de transición intermedio, entre reactivos y productos.

El NHIM tiene propiedades importantes como su robustez, que permite utilizar láseres para el control preciso y específico de reacciones químicas, haciendo que estas transcurran en la dirección deseada.

La frecuencia del láser (relacionada con su color), se incorpora como un elemento más de la danza molecular haciendo que esta cambie.

Fuente:

https://elpais.com/elpais/2019/04/11/ciencia/1554967105_610724.html

Investigadores de la Universidad de Málaga, en una red internacional sobre matemáticas y análisis forense

Profesores del Departamento de Matemática Aplicada de la Universidad de Málaga pertenecen a DigForASP, una red del Programa de Cooperación Europea en Ciencia y Tecnología (COST) para aplicar técnicas matemáticas y de razonamiento automático al análisis forense, que integra a más de 120 investigadores pertenecientes a 35 países diferentes.

Su objetivo es aplicar técnicas matemáticas y de razonamiento automático al análisis forense y mejorar los procesos.

Más de 60 investigadores de DigForASP han participado en el foro internacional FEE (Forensics Europe Expo), una de las mayores ferias de análisis forense del mundo.

Fuente:

https://www.diariosur.es/malaga-capital/investigadores-internacional-sobre-20190319002427-ntvo.html

Un modelo matemático explica el comportamiento humano

Jonas Dalege, investigador en el Departamento de Psicología Social de la Universidad de Amsterdam, ha aplicado un modelo matemático para simplificar los procesos de toma de decisiones y elaborar unos principios básicos para predecir el comportamiento humano.

Su investigación integra múltiples efectos en la formación de opiniones o actitudes en un solo modelo matemático. Examina, por ejemplo, el efecto del pensamiento, cuando las personas tienden a ser más extremas en sus opiniones al tener más tiempo para considerar su propio juicio.

Combina este efecto de pensamiento simple con otros aspectos, como el hecho de que las personas son receptivas a los argumentos fundamentados cuando se forman opiniones sobre temas que consideran importantes.

Las opiniones tienden a volverse poco claras y menos informativas, cuando no centramos nuestra atención en ellas. Por tanto, pensar en un tema en particular sirve para desarrollar una opinión clara y estable.

El estudio se efectuó mediante simulaciones informáticos en un modelo que se derivó de la mecánica estadística.

El modelo puede ofrecer un conocimiento vital a aquellos que trabajan con factores influyentes en la práctica del mundo como, por ejemplo, el Instituto Nacional de Salud Pública y el Medio Ambiente, que desea promover conductas saludables entre los ciudadanos.

Leer más:

https://www.tendencias21.net/Un-modelo-matematico-explica-el-comportamiento-humano_a45103.html

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/1047840X.2018.1537246 (Enlace al estudio, publicado en la revista Psychological Inquiry, de Taylor & Francis)

Las abejas son capaces de hacer operaciones matemáticas básicas

Unos científicos han encontrado que las abejas pueden hacer matemáticas básicas, en un descubrimiento que amplía la comprensión de la relación entre el tamaño del cerebro y el poder del cerebro.

Dirigido por investigadores de la ‘RMIT University’ en Melbourne, Australia, el nuevo estudio ha demostrado que se puede enseñar a las abejas a reconocer los colores como representaciones simbólicas para la suma y la resta, y que pueden usar esta información para resolver problemas aritméticos. Adrian Dyer, explica que las operaciones numéricas como la suma y la resta son complejas porque requieren dos niveles de procesamiento.

Estudios anteriores han demostrado que algunos primates, aves, bebés e incluso arañas pueden sumar y/o restar. La nueva investigación, publicada en Science Advances, agrega las abejas a esa lista.

Las abejas recibieron una recompensa de agua azucarada cuando hicieron una elección correcta en el laberinto, y obtuvieron una solución de quinina si la elección era incorrecta. Las abejas volverán a un lugar si la ubicación proporciona una buena fuente de alimento, por lo que regresaron repetidamente a la configuración experimental para recoger la nutrición y continuar aprendiendo.

Cuando una abeja volaba por la entrada del laberinto, vería un conjunto de elementos, entre una y cinco formas, que eran azules, lo que significaba que tenía que sumar, o amarillas, lo que suponía que tenía que restar. Después de ver el número inicial, la abeja volaría a través de un agujero en una cámara de decisión donde podría elegir volar hacia el lado izquierdo o derecho del laberinto.

Un lado tenía una solución incorrecta al problema y el otro la solución correcta de más o menos uno. La respuesta correcta se cambió aleatoriamente a lo largo del experimento para evitar que las abejas aprendiesen a visitar un solo lado del laberinto. Al comienzo del experimento, las abejas hicieron elecciones al azar hasta que pudieran encontrar la forma de resolver el problema. Finalmente, en más de 100 pruebas de aprendizaje, las abejas aprendieron que el azul significaba +1, mientras que el amarillo significaba -1. Las abejas podían entonces aplicar las reglas a los nuevos números.

Fuente:

https://www.heraldo.es/noticias/sociedad/2019/02/06/las-abejas-son-capaces-realizar-operaciones-matematicas-basicas-1291297-310.html

Un modelo matemático puede salvar a las especies amenazadas

Investigadores de la Universidad del Sur de Dinamarca han creado un nuevo modelo matemático que ayuda a predecir con mayor precisión el riesgo de desaparición de especies amenazadas como la ballena azul, el tigre de Bengala o la tortuga verde.

Su propuesta se ha publicado en la revista Ecology Letters, de la editorial Wiley.

El riesgo de extinción varía de una especie a otra en función de cómo se reproducen los individuos en sus poblaciones y cuánto tiempo sobrevive cada animal. Comprender la dinámica de la supervivencia y la reproducción puede respaldar las acciones de gestión para mejorar las posibilidades de supervivencia de una especie.   

Los modelos matemáticos y estadísticos se han convertido en herramientas poderosas para ayudar a explicar estas dinámicas.

La investigación recrea matemáticamente la dinámica de la población mediante una mejor comprensión de la demografía de la especie. Trabaja en la construcción y exploración de modelos de población estocásticos que predicen cómo una especie cambia con el tiempo. Estos modelos incluyen factores matemáticos, como el entorno de la especie, las tasas de supervivencia y la reproducción, para describir cómo determinan el tamaño y el crecimiento de la población.

En el trabajo, se han empleado estadísticas, derivaciones matemáticas y simulaciones informatizadas con datos de poblaciones silvestres de 24 especies de vertebrados. El resultado ha sido un modelo significativamente mejorado que obtenía predicciones más precisas para el crecimiento de la población de una especie.

Este modelo puede tener implicaciones prácticas, ya que proporciona explicaciones calificadas de los motivos subyacentes de la extinción. Esto permitirá tomar acciones para prevenir la desaparición de especies en peligro.

Fuente:

https://www.tendencias21.net/Un-modelo-matematico-puede-salvar-a-las-especies-amenazadas_a44971.html

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.13195

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