Catorce mentes en la frontera del conocimiento

Tablas de análisis estadístico que sirven para investigar el cáncer. Secuencias genéticas de bacterias que abren la puerta universal del genoma. De reinventar la innovación en la música folclórica asiática, hasta intentar que la inteligencia artificial aprenda utilizando un método de enseñanza similar a los procesos que ocurren dentro del cerebro humano. La IX Edición de los Premios BBVA Fronteras del Conocimiento lleva a la palestra a 14 personalidades provenientes de mundos tan distintos como la economía y el cambio climático, o la biomedicina y la cooperación al desarrollo.

Ciencias Básicas

David Cox

David Cox (Reino Unido, 1924) estudió Matemáticas en el St. John’s College (Universidad de Cambridge), y obtuvo su doctorado por la Universidad de Leeds en 1949. Durante los primeros años de su carrera, trabajó para el Royal Aircraft Establishment (1944-1946), la Wool Industries Research Association (1946-1950) y el Laboratorio de Estadística de la Universidad de Cambridge (1950-1955). En la Universidad de Londres, fue Reader y catedrático de Estadística en el BirkBeck College (1956-1966), catedrático de Estadística en el Imperial College of Science and Technology (1966-1988) y director del Departamento de Matemáticas (1969-1973). En 1988, fue nombrado Warden en el Nuffield College de la Universidad de Oxford y pasó a formar parte del Departamento de Estadística de esta universidad, donde continúa trabajando tras su jubilación en 1994.

Su artículo científico The regression analysis of life tables (1972), conocido comúnmente como regresión de Cox, revolucionó la teoría y práctica de los métodos estadísticos para la investigación médica, y es el segundo más citado en el área de la estadística, con unas 30.000 citas en Web of Science y 42.000 en Google Scholar, . El método de Cox se usa en multitud de áreas, como la investigación del cáncer, la epidemiología, economía, psicología, sociología, e incluso en los ensayos que analizan la resistencia y durabilidad de productos industriales. Este trabajo le valió, en 1990, el Premio Kettering y Medalla de Oro en Investigación del Cáncer, convirtiéndose así en el único matemático que ha obtenido este galardón. En 2014, la revista Nature lo situó en el puesto 16º de su top 100 de artículos científicos de todas las áreas y todos los tiempos. La contribución de este artículo también fue reconocida en 2016, con la concesión a su autor del primer Premio Internacional de Estadística.

Bradley Efron

Bradley Efron (Estados Unidos, 1938) es catedrático de Estadística y de Ciencia de Datos Biomédicos en la Universidad de Stanford. Estudió Matemáticas en el Instituto Tecnológico de California (Caltech), y en 1962 se licenció en Estadística en la Universidad de Stanford. Tras doctorarse en Estadística en 1964, se incorporó como profesor a esta misma universidad, donde ha desarrollado toda su carrera académica e investigadora. Desde 1988 es, además, titular de la Cátedra Max H. Stein de la Facultad de Ciencias y Humanidades de la Universidad de Stanford. Ha publicado múltiples trabajos en revistas internacionales de prestigio como Biometrika, The Annals of Statistics o Journal of the American Statistics Association.

Bradley Efron ha realizado numerosas contribuciones a la ciencia de la estadística, pero su estudio más conocido - Bootstrap methods: another look at the jackknife – se publicó en 1979 en la revista The Annals of Statistics. La tesis de Efron generó mucha controversia en un principio, aunque ahora es considerado un triunfo de las matemáticas aplicadas junto con los análisis numéricos. El bootstrap es un método que aprovecha la potencia computacional de los ordenadores para comprobar la exactitud o precisión de un análisis estadístico. Esta fórmula ha tenido un gran impacto sobre las prácticas estadísticas, y ha resultado ser particularmente útil en ciencias básicas y medicina.

Biomedicina

Emannuelle Charpentier

Emmanuelle Charpentier (Juvisy-sur-Orge, Francia, 1968) estudió Bioquímica y Microbiología en la Universidad Pierre y Marie Curie de París y, en 1995, se doctora en Microbiología en el Instituto Pasteur. Desde 1996 hasta 2002, amplía su formación en la Universidad Rockefeller de Nueva York, el Langone Medial Center de la Universidad de Nueva York, el Instituto de Medicina Biomolecular de la misma ciudad y el St. Jude Children’s Research Hospital de Memphis. Desde 2015 dirige el nuevo Instituto Max Planck de Biología de la Infección en Berlín, manteniendo su plaza de profesora visitante en la Universidad de Umea.

A finales de la década de 2000 investigaba la función de un tipo de moléculas en la activación de genes, un trabajo fundamentalmente básico que la llevó a descubrir una molécula clave en el sistema CRISPR/Cas 9. Para conocer la estructura tridimensional de esa molécula, Charpentier contactó en 2011 con Doudna, y ambas decidieron colaborar en una investigación a la que, finalmente, se sumó Mojica.

Jennifer Doudna

Jennifer Doudna (Washington D.C. Estados Unidos, 1964) se graduó cum laude en Bioquímica en el Pomona College (1985) y se doctoró en Química Biológica y Farmacología Molecular por la Harvard Medical School (1989). Entre 1989 y 1994, realizó sus investigaciones postdoctorales en el Hospital General de Massachusetts, la Harvard Medical School y la Universidad de Colorado. Desde 2002, Doudna está vinculada a la Universidad de California, Berkeley, donde actualmente es catedrática en los departamentos de Química y de Biología Molecular y Celular. También en esta universidad, es responsable del Centro Li Ka Shing dedicado a Ciencias Biomédicas y de la Salud, directora ejecutiva de la Iniciativa Innovative Genomics y preside el Comité Asesor en Biología de la institución. Es, además, investigadora del Instituto Médico Howard Hughes desde 1997.

En 2012, Charpentier y Doudna ya habían conseguido reproducir artificialmente el sistema CRISPR/Cas 9. En la naturaleza, el mecanismo CRISPR/Cas 9 destruye a los invasores de los microorganismos a base de cortar su ADN; en concreto, la estructura CRISPR –las secuencias repetidas y los fragmentos de virus– funciona como guía, que lleva a las tijeras –la enzima Cas 9– a la región específica del ADN que se quiere seccionar. Charpentier y Doudna reprodujeron ese mecanismo en el laboratorio, y demostraron que puede ser usado como “una potente herramienta de edición genómica que puede ser programada para reconocer cualquier fragmento de ADN”, según explica Charpentier.

Francisco M. Mojica

Francisco Martínez Mojica (Elche, Alicante, 1963) se licenció en Biología en la Universidad de Valencia y en 1989 comenzó sus estudios de doctorado en la Universidad de Alicante. Tras doctorarse en 1993, continuó investigando en fisiología bacteriana en la Universidad de Utah (Salt Lake City, Estados Unidos, 1993) y en regulación genética en la Universidad de Oxford (Reino Unido, 1995). En 1997 regresó a la Universidad de Alicante, donde permanece desde entonces como profesor titular de Microbiología e investigador principal del Grupo de Microbiología Molecular, que él mismo fundó.

Mojica identificó la secuencia CRISPR en 2003 en los microorganismos, y descubrió que se trataba de un sistema de defensa contra los virus; Charpentier y Doudna elucidaron el mecanismo molecular de CRISPR/Cas 9 y demostraron que tenía un uso potencial como herramienta universal de edición genómica, abriendo así la puerta a multitud de aplicaciones en prácticamente cualquier organismo. En 2008 se celebró el primer congreso internacional sobre CRISPR, en Berkeley, y fue allí donde Mojica coincidió por primera vez con Jennifer Doudna (EEUU, 1964), de la Universidad de California (Berkeley, EEUU), ya entonces una prestigiosa investigadora. Por entonces, no obstante, no se pensaba en desarrollar una técnica precisa de edición genómica. Esa fue la contribución de Doudna y Charpentier.

Ecología y Biología

Gene E. Likens

Gene E. Likens (Pierceton, Estados Unidos, 1935) se graduó en Zoología en la Universidad de Manchester (Indiana, Estados Unidos) en 1957 y dos años más tarde, en 1959, obtuvo el máster en la misma materia en la Universidad de Wisconsin-Madison (Estados Unidos), donde también se doctoró en Zoología en 1962. Desde 1969 hasta 1983 ejerció la docencia y la investigación en la Universidad Cornell de Nueva York, donde fue catedrático de Ciencias Biológicas. Además, desde 1984 es catedrático en la Universidad de Yale, y a partir de 1985 es catedrático en la Universidad Rutgers. Ha escrito y publicado más de 580 artículos científicos y capítulos de libros, así como 25 libros completos. En total, sus estudios publicados han sido citados cerca de 200.000 veces. Likens ha recibido numerosos premios y distinciones, como el ECI Prize, el Tyler Prize for Environmental Achievement, y la Medalla Nacional de las Ciencias,

En 1963 Likens fue cofundador del proyecto Hubbard Brook Ecosystem, que tuvo lugar en las Montañas Blancas de New Hampshire. Fue en este estudio donde descubrió la lluvia ácida y el impacto que tiene en los ecosistemas. Además, en 1983, fundó el Instituto Cary de Estudios del Ecosistema en Millbrook, Nueva York -donde actualmente ostenta el cargo de presidente emérito y Distinguished Senior Scientist Emeritus-, una institución perteneciente al Jardín Botánico neoyorquino. Además, es pionero en llevar a cabo estudios experimentales a largo plazo que cubren todo un ecosistema (por ejemplo, una cuenca hidrográfica), y realizan mediciones a lo largo de décadas (en vez de los dos o tres años que solía ser la duración estándar de muchas investigaciones). El descubrimiento de la lluvia ácida en Estados Unidos se produjo en 1963, y la investigación de Likens en la misma zona aún prosigue, lo que ha permitido comprobar que los efectos negativos del fenómeno son no solo importantes, sino también duraderos.

Marten Scheffer

Marten Scheffer (Ámsterdam, Países Bajos, 1958) se doctoró en Ecología por la Universidad de Utrecht en 1990. Entre 1985 y 1997, fue investigador del Instituto de Silvicultura y Planificación Paisajística de Wageningen (Países Bajos) y del Instituto de Gestión de Aguas Continentales y Tratamiento de Aguas Residuales. En la actualidad, Scheffer es catedrático de Ecología Acuática y Gestión de Calidad del Agua de la Universidad de Wageningen, y dirige el departamento del mismo nombre. Ha fundado y dirige el Programa Sinergia para el Análisis de la Resiliencia y las Transiciones Críticas (SparcS, por sus siglas en inglés). En 2004, Scheffer recibió el Premio Ciencia de la Sostenibilidad por parte de la Sociedad Ecológica de América (a la cual pertenece como miembro honorario desde 2011).

La investigación de Scheffer ayuda a predecir el riesgo que corre un ecosistema de sufrir un cambio abrupto, y también a buscar la manera de evitarlo. Su trabajo que, como en el caso de Likens, también versa sobre largas series temporales de datos, puede aplicarse a las consecuencias del cambio climático a escala global, y a fortalecer ecosistemas específicos ante esas consecuencias, como las marismas de Doñana y otros humedales. Su primera aportación fue demostrar que efectivamente se dan estas fuertes transiciones en los ecosistemas, denominadas tipping points (‘puntos de inflexión’ y potencialmente ‘de no retorno’). Antes del trabajo de Scheffer se postulaban como hipótesis teórica, pero no se había identificado ninguna.

Tecnologías de Información y Comunicación

Geoffrey Hinton

Tras graduarse en Psicología Experimental en Cambridge en 1970, y obtener su doctorado en Inteligencia Artificial por la Universidad de Edimburgo en 1978, Geoffrey Hinton (Londres, 1947) trabajó en la Universidad de Sussex (Reino Unido), las universidades de California en San Diego y Carnegie-Mellon (Estados Unidos) y la Universidad de Toronto (Canadá). Entre 1998 y 2001, puso en marcha la Unidad Gatsby de Neurociencia Computacional de la Universidad de Londres, considerado uno de los principales grupos de investigación del mundo en esta área. Posteriormente, regresó a la Universidad de Toronto, donde actualmente es catedrático en el Departamento de Ciencias de la Computación. Entre 2004 y 2013, dirigió el programa sobre “Computación Neuronal y Percepción Adaptativa” del Instituto Canadiense para la Investigación Avanzada, y desde 2013 colabora como investigador en Google en el desarrollo de sistemas de aplicación del ‘aprendizaje profundo’.

El área impulsada por el trabajo de Hinton se denomina deep learning o ‘aprendizaje profundo’, y es “uno de los desarrollos más emocionantes de la moderna inteligencia artificial”, según el jurado. El deep learning se inspira en la manera en que se cree que funciona el propio cerebro, y en especial en dos características: procesa la información de manera distribuida, con muchas neuronas conectadas en red, y aprendiendo a partir de ejemplos. El equivalente computacional es emplear las llamadas redes neuronales –programas que hacen las veces de neuronas y que están conectados entre sí– y, como afirma el propio Hinton, “enseñarles a aprender”. “La máquina que mejor aprende es el cerebro humano. El cerebro tiene miles de millones de neuronas, y aprende al reforzar las conexiones entre ellas. Así que una manera de conseguir que un ordenador aprenda, es intentar que una máquina actúe como si fuera una red neuronal", explica Hilton.

Economía, Finanzas y Gestión de Empresas

Daron Acemoglu

Daron Acemoglu (nacido en 1967 en Estambul, Turquía, de ascendencia armenia y ahora ciudadano norteamericano) se graduó en la Universidad de York (Reino Unido) en 1989 y se doctoró en 1992 en la London School of Economics, donde fue profesor durante un año. En 1993, se convirtió en miembro del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) donde actualmente ocupa la Cátedra Elizabeth and James Killian de Economía. Ha publicado alrededor de 120 artículos en revistas de prestigio internacional como American Economic Review, el Quarterly Journal of Economics o Review of Economic Studies, además de cuatro libros. Durante su trayectoria profesional ha recibido numerosas distinciones, entre las que destacan la medalla John Bates Clark, que la Asociación Americana de Economía otorga cada dos años al economista estadounidense más influyente menor de cuarenta años, y que Acemoglu recibió en 2005.

El jurado ha destacado su contribución “por ayudar a comprender los determinantes del desarrollo económico a largo plazo, con especial énfasis en la importancia que tienen sobre éste las instituciones y la organización de la sociedad. Lo novedoso de la aportación de Acemoglu fue desarrollar una estrategia para encontrar evidencia empírica, lo que le permitió establecer el efecto causal de las instituciones sobre el desarrollo”. Su investigación ha abierto todo un campo en el que los investigadores pueden medir y cuantificar el efecto del modelo institucional en el desarrollo de una sociedad a distintas escalas. La economía del crecimiento explora por qué unos países son más ricos que otros y es un campo de investigación que se desarrolló sobre todo a partir de los años 50 del pasado siglo gracias al trabajo de Robert Solow, ganador del Premio Nobel en 1987.

Música Contemporánea

Sofia Gubaidulina 

Sofia Gubaidulina nació en Chistopol, en la República Tártara de la Unión Soviética, en 1931. Su pasión por la música se manifestó, según ella misma ha declarado en una entrevista nada más conocer el premio, “de manera espontánea, cuando era una niña; por decirlo de alguna manera, no fui yo quien eligió la música, sino la propia música quien se manifestó en mí”. Tras estudiar piano en el conservatorio de Kazan, a orillas del Volga, se trasladó a Moscú para estudiar composición con maestros como Nikolai Peiko –asistente de Shostakovich- y Vissarion Shebalin. En 1975 formó, junto a sus colegas Viktor Suslin y Vyacheslav Artyomov, el Ensemble ‘Astreia’, que se especializó en la exploración del folclore del Asia Central, algunos de cuyos instrumentos incorporó en sus composiciones.

El catálogo de Sofia Gubaidulina es amplísimo y abarca la práctica totalidad de los géneros musicales, con una notable excepción: la ópera. “En mi juventud compuse óperas”, ha confesado la autora, “pero las retiré de mi catálogo; eran obras muy primerizas. Luego renuncié a este género, pues comprendí que en la ópera hay demasiados elementos materiales y exteriores, y a mí me interesa más lo interior”. Sin embargo, la espiritualidad musical de la compositora tártara no se dejó tentar por la tendencia del ‘minimalismo sacro’ que en las últimas décadas del pasado siglo pusieron en boga colegas de su misma generación. Considerada hoy en día como uno de los más grandes compositores en activo, Sofia Gubaidulina recibe con asiduidad encargos de los más importantes solistas, conjuntos y orquestas del mundo, y sus obras han sido estrenadas por nombres de la talla de Simon Rattle, Anne-Sophie Mutter, Gustavo Dudamel, Kent Nagano o el Kronos Quartet.

Cambio Climático

Syukuro Manabe

Syukuro Manabe (1931) obtuvo su doctorado en Meteorología por la universidad de Tokio en 1958. Fue profesor visitante en las Universidades de Nagoya y Tokio, en Japón, y trabajó para la National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA) de EE.UU. Entre 1997 y 2002, regresó a Japón para dirigir el Programa para la Investigación del Calentamiento Global del Frontier Research Center for Global Change. Posteriormente, regresó a EE.UU. para vincularse a la Universidad de Princeton. Obtuvo la nacionalidad estadounidense en 1975. Es miembro honorario de la Sociedad Meteorológica Americana, la Sociedad Meteorológica Japonesa y la Royal Meteorological Society (Reino Unido), y fellow de la American Geophysical Union y la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias (AAAS). Ha recibido numerosos premios y reconocimientos, entre los que se encuentran la Medalla Benjamin Franklin del Instituto Franklin (2015).

Manabe ha sido pionero en el estudio del sistema del clima terrestre desde el enfoque de la física fundamental, así como en la creación de sus primeros modelos numéricos y computacionales, tecnologías que afianzó como herramientas indispensables para profundizar en los mecanismos fundamentales de la variabilidad climática. A finales de los años sesenta, Manabe, en su puesto como investigador en la agencia estadounidense de la Atmósfera y el Océano (NOAA), desarrolló su modelo y predijo que si la concentración de CO2 se duplicaba, la temperatura global subiría dos grados. Era una predicción teórica basada en pocos datos, y que no podía ser puesta a prueba debido a la ausencia, por entonces, de un registro fiable de temperaturas a escala planetaria. Este novedoso enfoque ofreció las primeras evidencias científicas modernas del aumento de las emisiones de CO2 y su impacto sobre el cambio climático global.

James Hansen

James Hansen (1941) es profesor del Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia, donde desde 2013 dirige el Climate Science, Awareness and Solutions Program. Con anterioridad, había sido director de 1981 a 2013 del Instituto Goddard para la Investigación del Espacio (GISS) de la NASA, donde desarrolló su carrera post-doctoral tras doctorarse en Física por la Universidad de Iowa (1967). También realizó una breve estancia en el Observatorio Leiden. Es miembro de la Academia Nacional de Ciencias desde 1995. Ha recibido diversos galardones, entre los que destacan el Premio Heinz en la categoría de Medio Ambiente, la Medalla Roger Revelle de la Unión Geofísica Americana y el Premio Leo Szilard de la Sociedad Física Americana por el Uso de la Física en Beneficio de la Sociedad.

Participó en el equipo que elaboró el modelo de la atmósfera terrestre del GISS, un modelo de predicción del tiempo que Hansen y sus colaboradores rediseñaron para crear simulaciones climáticas a largo plazo. Este modelo continúa mejorándose en la actualidad con nuevos hallazgos y avances tecnológicos. En 1987, publicó junto con Sergej Lebedeff el primer análisis de temperatura global del GISS, que detectó un aumento de la temperatura del planeta entre 1880 y 1985. En un estudio de 1988, Hansen y otros autores predijeron correctamente un aumento del calentamiento global con respecto a la década de los 50, y que este fenómeno se haría evidente durante la década de los 90. Ese mismo año, su intervención ante el Comité sobre Energía y Recursos Naturales del Senado de EE.UU., basada en sus hallazgos científicos, contribuyó a forjar la concienciación política y social sobre el calentamiento global.

Pedro Alonso

Pedro Alonso (Madrid, España, 1959) se licenció en Medicina en 1984 por la Universidad Autónoma de Madrid, realizó el Máster de Ciencia de la London School of Hygiene and Tropical Medicine y se doctoró en 1999 en la Universidad de Barcelona. Entre 1992 y 2000 dirigió la Unidad de Epidemiología y Bioestadística del Hospital Clínic de Barcelona. En 1996 fundó el Centro de Investigación en Salud de Manhiça, CISM (Mozambique) del que fue director científico hasta 2008. Ha sido director del Centro de Salud Internacional del Hospital Clínic de Barcelona (2001-2014), del Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB) (2006-2014), y del Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal) (2010-2014), que así mismo fundó. Actualmente es director del Programa Mundial de la Malaria de la Organización Mundial de la Salud en Ginebra (Suiza).

El trabajo de Pedro Alonso en este punto ha sido crucial: "Tuve el honor de dirigir el primer estudio que contra todo pronóstico demostró que el uso de mosquiteras impregnadas con insecticida era muy eficaz”, explica él mismo. “Hoy se ha convertido en la herramienta central en la lucha contra la malaria. Se trata de una tecnología de bajo coste pero de enorme impacto". Los resultados del ensayo dirigido por Alonso en Gambia sobre la eficacia de las mosquiteras se publicaron en 1991 en The Lancet. Hasta entonces la estrategia se consideraba controvertida. Los escasos estudios realizados habían aportado evidencias confusas, y en las zonas en que ya se usaban las mosquiteras la práctica estaba a punto de ser abandonada. El equipo de Alonso zanjó la polémica, probando que los niños que duermen bajo mosquiteras con insecticida se infectan menos de malaria. Ese primer resultado fue corroborado por otros ensayos auspiciados por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Durante la pasada década se distribuyeron más de mil millones de estas mosquiteras.

Peter Myler

Peter Myler (Rockhampton, Australia, 1956) es catedrático y director de Servicios Centrales en el Centro para la Investigación de las Enfermedades Infecciosas (Seattle, Estados Unidos). En 1982, obtuvo su doctorado en Bioquímica por la Universidad de Queensland (Australia). En 1985, fue uno de los principales impulsores de Seattle Biomed, primer nombre del actual Centro para la Investigación de las Enfermedades Infecciosas. En 1993, se convirtió en Assistant Professor de Patobiología en la Universidad de Washington, donde actualmente es Affiliate Professor en los Departamentos de Salud Global y de Informática Biomédica y Educación Médica, y miembro del Programa de Biología Molecular y Celular.

Él empezó su carrera en Australia trabajando con malaria. Viajó a Estados Unidos para una estancia postdoctoral al mismo centro donde actualmente dirige un programa que emplea las más modernas técnicas de genómica y biología computacional para entender “el funcionamiento de los parásitos a nivel molecular”. El conocimiento básico que aporta su trabajo ha permitido identificar decenas de nuevas dianas farmacológicas, y “es indispensable para los cientos de grupos de investigación en todo el mundo” que trabajan en el área. Ya hay varios fármacos en ensayo producto de las aportaciones de Myler, pero él advierte de que ninguno de ellos será la solución definitiva contra estas enfermedades: “El problema es que los parásitos están continuamente volviéndose resistentes, por lo que siempre tendremos que estar desarrollando nuevos fármacos”, relata Myler.