El progreso científico a menudo se equipara con nuevos descubrimientos, pero el investigador e inventor Lee Lorenzen sostiene que una forma igualmente importante de progreso ocurre cuando los científicos obtienen mejores formas de medir fenómenos que han estudiado durante años. Lorenzen, fundador y CEO de Cluster Solutions, ha pasado décadas investigando la estructura del agua y los sistemas biológicos, y cree que los avances en la medición pueden transformar preguntas sin resolver en problemas de investigación comprobables.
La perspectiva de Lorenzen tiene sus raíces en una carrera que comenzó en biología y farmacología en la década de 1970 antes de pasar a la consultoría biomédica y la investigación independiente. Esa larga trayectoria le ha dado experiencia de primera mano con un desafío científico común: los investigadores pueden observar algo interesante antes de tener los instrumentos o métodos necesarios para investigarlo adecuadamente. "Al principio de mi investigación, había observaciones que planteaban preguntas, pero los métodos de medición disponibles en ese momento solo podían llevarnos hasta cierto punto", dice Lorenzen. "Cuando más tarde estuvieron disponibles mejores métodos, pude volver a esas observaciones y hacer preguntas mucho más específicas".
Los mejores instrumentos hacen más que mejorar la precisión; cambian lo que los investigadores pueden investigar. La biología moderna ofrece un ejemplo claro. Los avances en microscopía, espectroscopia, análisis molecular, imágenes y modelado computacional han permitido a los investigadores examinar estructuras y procesos biológicos a escalas cada vez más pequeñas. La crio-microscopía electrónica se ha vuelto particularmente importante para la biología estructural, ya que permite estudiar moléculas biológicas con una resolución extremadamente alta. La técnica fue lo suficientemente significativa como para que Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson recibieran el Premio Nobel de Química en 2017 por desarrollar el método para la determinación de estructuras de biomoléculas en solución con alta resolución.
Para los investigadores con carreras de décadas, tales mejoras pueden dar una segunda vida a preguntas científicas más antiguas. "Una pregunta puede seguir siendo interesante incluso cuando el primer método que utilizas no puede responderla", dice Lorenzen. "Aprendí a mantener registros de lo que observamos, qué condiciones estaban presentes y qué no podíamos explicar. Años después, otro método puede darte una razón para volver a mirar".
Lorenzen enfatiza que revisar una observación es diferente de tratar de probar que una interpretación antigua es correcta. Una mejor medición puede confirmar una idea anterior, pero también puede debilitarla, revelar otra explicación o mostrar que la observación original dependía de una variable que los investigadores pasaron por alto. "El error sería volver a un experimento antiguo decidido a obtener la respuesta que querías hace treinta años", dice Lorenzen. "Vuelves porque ahora puedes medirlo mejor. Si la nueva medición cambia tu explicación, tienes que estar dispuesto a cambiar con ella".
La propia investigación de Lorenzen ha involucrado preguntas sobre la estructura del agua, el comportamiento molecular y la hidratación celular. Posee las patentes estadounidenses 5.711.950 y 6.033.678 relacionadas con la tecnología de agua agrupada. Su experiencia ha reforzado la importancia de preservar registros de investigación detallados, porque un resultado inexplicable se vuelve difícil de revisar si los investigadores no pueden reconstruir el experimento original.
Los mejores instrumentos por sí solos no pueden resolver una pregunta científica. Los investigadores aún necesitan controles, protocolos claros, experimentos repetibles y pruebas independientes. Una mayor sensibilidad de medición puede incluso introducir nuevos desafíos porque los investigadores pueden detectar diferencias que son estadísticamente medibles pero cuya importancia práctica sigue siendo incierta. Para Lorenzen, esto hace que la replicación sea especialmente importante. "Si un nuevo instrumento muestra algo interesante, no creo que el siguiente paso sea anunciar que la pregunta está resuelta", dice. "Repítelo. Cambia las condiciones. Compáralo con otro método. Dale a otro investigador suficiente información para ver si también puede encontrarlo".
Este enfoque puede ayudar a los científicos a distinguir entre una anomalía interesante y un resultado confiable. Una medición que aparece una vez puede merecer investigación, pero un resultado que aparece repetidamente bajo condiciones controladas proporciona una base más sólida para futuras investigaciones, y la reproducción independiente puede fortalecer aún más esa base.
Lorenzen cree que los investigadores no tienen que predecir el próximo gran instrumento científico para beneficiarse de él. Pueden prepararse mejorando cómo trabajan ahora. Eso significa mantener registros detallados de las condiciones experimentales en lugar de guardar solo los resultados exitosos, documentar observaciones inusuales, preservar las mediciones brutas cuando sea apropiado, registrar cambios en los protocolos y separar claramente lo que mostró un experimento de lo que creen que significa. También deben revisar periódicamente las preguntas sin resolver. "A veces lo útil en un cuaderno antiguo no es el experimento que funcionó", dice Lorenzen. "Es el resultado que no pudiste explicar. Si las herramientas han cambiado desde entonces, ese resultado puede merecer otra prueba".
La colaboración interdisciplinaria también puede ayudar. Un investigador capacitado en biología puede no reconocer de inmediato que una técnica desarrollada en química, física, geología o ciencia de materiales podría proporcionar una mejor manera de examinar un problema existente. Los líderes científicos pueden alentar a los equipos a mirar más allá de los instrumentos tradicionalmente asociados con sus propias especialidades.
La historia de la ciencia está llena de avances que se hicieron posibles porque los investigadores obtuvieron la capacidad de observar algo con mayor claridad. El microscopio abrió un mundo biológico invisible. Los rayos X revelaron estructuras internas sin cirugía. La microscopía electrónica llevó la observación a escalas mucho más pequeñas. Las técnicas moleculares modernas continúan extendiendo lo que los investigadores pueden medir. Cada mejora hace más que agregar detalle; puede cambiar la pregunta.
Para los investigadores que han pasado décadas estudiando un tema, esa posibilidad crea una ventaja inusual. Pueden tener años de observaciones disponibles para reconsiderar a medida que surgen nuevos métodos. Lorenzen cree que la lección para los científicos más jóvenes es evitar asumir que una pregunta no tiene respuesta simplemente porque las herramientas actuales no pueden proporcionarla. "Documenta lo que ves y sé preciso sobre lo que no sabes", dice. "La ciencia cambia cuando mejora la medición. Una pregunta que es difícil de probar hoy puede convertirse en un problema de investigación muy diferente dentro de diez años".
Los mejores instrumentos científicos seguirán produciendo mediciones más precisas. Su mayor valor puede ser algo menos obvio: dar a los investigadores permiso para hacer preguntas que las generaciones anteriores no podían probar de manera realista.
