news

Investigadors del UBICS suggereixen que la capacitat humana per al llenguatge va ser fruit d’una evolució gradual

news picture

UB papers 12/02/2020

Una de les hipòtesis més controvertides sobre l’origen de les facultats lingüístiques humanes és la idea que van sorgir d’una manera sobtada a través d’una sola mutació genètica. Dues publicacions recents d’investigadors de la Universitat de Barcelona, dirigides per Cedric Boeckx, professor ICREA de la Secció de Lingüística General i membre de l’Institut de Sistemes Complexos de la UB (UBICS), qüestionen aquesta hipòtesi, que han defensat diversos lingüistes, entre ells Noam Chomsky. Per contra, els nous treballs suggereixen que és més probable que la capacitat per al llenguatge fos producte d’una evolució gradual.

La fusió, una operació cognitiva clau del llenguatge

Durant dècades, acadèmics com Chomsky han proposat la idea que els humans moderns estan genèticament equipats amb el mecanisme de la fusió (merge, en anglès), una capacitat cognitiva que fonamenta la nostra habilitat per representar gramàtiques complexes d’una manera que només els humans sabem utilitzar, a diferència d’altres espècies. «Es creu que la fusió és suficient per crear una estructura gramatical. Aquest mecanisme agafa dues unitats lingüístiques (per exemple, paraules) i les combina de manera que també es podran combinar amb altres unitats lingüístiques, creant expressions. Aquestes, al seu torn, formarien la base de la nostra creativitat i flexibilitat cognitiva, diferenciant-nos d’altres espècies», explica Cedric Boeckx.

«La versió més dura d’aquesta hipòtesi —continua Boeckx— suggereix que la constitució biològica de la nostra capacitat de llenguatge neix d’una mutació genètica, una macromutació que devia sorgir en un individu homínid, ancestre de tots els humans moderns, i que es devia estendre a tota la població».

Modelització de la hipòtesi de la mutació d’un sol gen

El primer article amb participació d’investigadors de la UB que qüestiona la teoria del gen únic s’ha publicat a la revista Scientific Reports i està signat per Cedric Boeckx, els investigadors Bart de Boer i Andrea Ravignani, de la Universitat Lliure de Brussel·les (Bèlgica), i Bill Thompson, de l’Institut Max Plank de Psicolingüística (Països Baixos). En el treball s’hi estudia la hipòtesi de la macromutació modelant les dinàmiques evolutives d’aquest escenari, tenint en compte diferents paràmetres, com per exemple quan s’hauria produït la mutació o quina devia ser la grandària de la població en aquell període. «Hi examinem les dinàmiques d’una sola mutació que es va estendre ràpidament en un període de temps concret, combinant aquesta proposta teòrica amb el que sabem gràcies a la recerca científica sobre l’evolució demogràfica i genètica», explica Cedric Boeckx.

En aquest cas, els investigadors han aplicat tècniques, que van de la biologia teòrica a com quantificar la probabilitat que una característica complexa com l’evolució del llenguatge es desenvolupés a través d’una sola fase, de moltes fases, o d’un nombre limitat de fases, dins d’un període específic de temps i amb una grandària concreta de població.

Els experts conclouen que en comptes d’una sola mutació amb un gran avantatge evolutiu, és més probable que hi hagués un gran nombre de mutacions, cada una amb avantatges moderats, acumulats. «Un escenari en què les bases genètiques de les nostres habilitats lingüístiques van evolucionar gràcies a una acumulació gradual de petits canvis biològics. Aquesta situació es pot articular de diverses maneres: per exemple, la sintaxi va poder evolucionar a partir de formes fonològiques, d’accions manuals o d’una simple seqüenciació pragmàtica de paraules», diu Boeckx.

Desafiant la lògica de la hipòtesi

En un altre estudi, publicat a PLOS Biology, Cedric Boeckx i Pedro Tiago Martins, doctorand de la UB, analitzen la hipòtesi d’una única mutació com a origen del llenguatge humà des d’una altra perspectiva: revisant-ne la lògica. Els qui defensen la hipòtesi del gen únic asseguren que la fusió, com que és una operació simple, havia de ser el resultat d’una mutació genètica que va dotar un individu de l’equipament biològic necessari per al llenguatge. D’altra banda, les facultats cognitives del llenguatge devien sorgir de cop com a resultat d’aquesta mutació, ja que la fusió només pot estar totalment present o absent, és a dir, no hi pot haver un nivell intermedi de fusió. Però l’estudi de Boeckx i Martins destaca que, fins i tot si un tret com la fusió no es manifesta en diverses fases intermèdies, la seva evolució pot haver estat gradual. «A partir de les propietats formals de la fusió no és possible derivar el nombre de passos evolutius que van conduir a la seva aparició. A més, la simplicitat computacional de la fusió no està relacionada amb el fet que el seu origen biològic sigui també simple. De fet, no hi ha manera de derivar escenaris evolutius tan simplistes com els plantejats per la hipòtesi de la mutació única per a cap tret complex», explica Pedro Tiago Martins.

Els investigadors expliquen que l’evolució del llenguatge és una qüestió tan complexa que fa falta tenir més resultats d’estudis d’altres àmbits de recerca, sobretot de neurobiologia, genètica, ciència cognitiva, biologia comparada, arqueologia, psicologia i lingüística. «És difícil, perquè es necessiten nivells compatibles de granularitat entre els camps implicats, però és l’única manera d’arribar a una comprensió significativa d’aquest fenomen», diu Pedro Tiago Martins.

Aquests estudis suggereixen que la recerca en dinàmica evolutiva no garanteix un escenari en què el llenguatge aparegués gràcies a una sola mutació, i que és més probable que la capacitat per al llenguatge sigui el resultat d’una evolució gradual.

"Dones en la recerca científica"

news picture

UB projects 11/02/2020

El 11 Febrer es celebrarà el Dia Internacional de les Dones i les Nenes en la Ciència amb l'Acte "Dones en la recerca científica" a l' Aula Enric Cassases de les Facultats de Física i Química de 15-17:30h.

Programa

15:00-16:00 Seminari a càrrec de Dra. Roberta Sinatra (Assistant professor, ITU Copenhagen)

Title: Quantifying the biases of scientific success

Performance, also referred to as quality of fitness, represents the objective achievements of an individual, like the winning record of an athlete or the body of work of a scientist. In contrast, success, also referred to as impact, popularity, or visibility, is a collective phenomenon, indicating a community’s reaction to an individual’s performance. Why is the difference between performance and success important? Because in many areas of human activity, we often rely on success to measure performance - especially in science, where citations and visibility are constantly used to gauge quality, to assign recognition, and to allocate resources. Yet, success is strongly susceptible to effects that have NOTHING to do with performance, like gender or reputation. In this talk, we study success and impact in science, and ask: What is the role of luck in achieving high impact? What is the effect of gender and reputation on success? Can we model the different career evolution of male and female scientists? Based on the premise that success is a collective phenomenon, we use the tools of network science, data science, and computational social science to provide quantitative answers to these questions. 

16:00-17:00 Debat amb les ponents:

Dra. Roberta Sinatra (Assistant professor, ITU Copenhagen)

Dra. Joaquina Álvarez Marrón (CSIC-Jaume Almera)

Dra. Núria Salan Ballesteros (UPC)

 

 17:00 Cafè

 

Organitzadors: (ordre alfabètic) Facultat de Biologia Facultat de Física Facultat de Ciències de la Terra Facultat de Química Institut de Ciències del Cosmos Universitat de Barcelona (ICCUB) Institut of Complex Systems-Universitat de Barcelona (UBICS) Institut de Nanociència i Nanotecnologia (IN2UB) Institut de Recerca de l'Aigua-Universitat de Barcelona (IdRA) Institut de Recerca GEOMODELS The Institute of Theoretical and Computational Chemistry of the Universitat de Barcelona (IQTCUB)

Cooperar o no després de mirar-se als ulls

news picture

UB projects 05/02/2020

Investigadors de la UB han publicat un article a la revista Scientific Reports que analitza, mitjançant el joc del dilema del presoner, la disposició a cooperar de persones emparellades a l’atzar. En l’acció, que es va dur a terme a a FiraTàrrega 2017, hi van participar 374 persones. Els resultats mostren que cada gènere té un patró de cooperació diferent després de mantenir contacte visual.

La iniciativa forma part del projecte urGENTestimar, de l’artista Ada Vilaró i del físic Josep Perelló, investigador de l’Institut de Sistemes Complexos de la UB (UBICS) i cap del Grup de Recerca OpenSystems, centrat en ciència ciutadana. En l’article també hi han participat Anna Cigarini i Julian Vicens, membres del mateix grup de la UB.

 

Posar en relació les persones a l’espai públic

 

El tret de sortida de FiraTàrrega 2017 va ser una acció artística i de ciència ciutadana singular que implicava el desplegament d’un dispositiu basat en la participació comunitària a la plaça Major de Tàrrega durant quaranta hores. 

L’objectiu de l’estudi era mesurar la disposició a la cooperació de tantes persones com fos possible, aparellades a l’atzar per participar en el joc del dilema del presoner. Aquest és un joc paradigmàtic de la teoria de jocs, que obliga a decidir entre cooperar o trair la confiança de la parella amb qui es juga.

L’acció a FiraTàrrega 2017 buscava remarcar la importància de la presència física de les persones i de la necessitat posar-se en relació a l’espai públic. Per aquesta raó, es van proposar dues modalitats diferents del dilema: en la primera, els participants es miraven als ulls durant trenta segons abans de decidir si cooperaven o no; en la segona, es convidava a resoldre el dilema sense haver mantingut cap contacte previ, ni visual ni auditiu, amb l’altra persona i, per tant, sense conèixer-la en absolut. Abans de jugar, es demanava als participants si s’identificaven com a homes, dones o gènere no binari, informació que va ser el punt de partida de l’estudi. Del total dels 374 participants, 290 van jugar després de mirar-se prèviament als ulls.

 

Dones i homes, dos patrons diferents de cooperació

El fet de mirar-se als ulls afecta els patrons de cooperació d’homes i dones d’una manera diferent, i també s’observa que la identitat de gènere de la persona amb qui ens relacionem és un factor rellevant en aquestes diferències. Per regla general, les dones mostren confiança en l’actitud cooperativa de l’altra persona. Aquesta confiança augmenta sensiblement, un 7 %, si aquesta persona és una altra dona. D’altra banda, els homes són més impulsius en les seves accions i destinen menys temps a prendre la decisió de trair el company que no pas les dones. Si la seva parella de joc és un altre home, el contacte visual influeix negativament en la seva cooperació, un 11 % menys que si no hi ha interacció visual prèvia, és a dir, sense haver conegut abans el gènere de la parella. Així mateix, la confiança dels homes que el seu company també home cooperi és un 20 % inferior a la confiança que mostren les dones davant els homes.

S’observen també diferències entre homes i dones respecte a la capacitat d’encertar què farà la parella de joc. En efecte, les dones demostren una major capacitat d’inferir les intencions dels companys de joc, especialment quan interaccionen amb homes (arriben fins a un 91 % d’encert). Aquest resultat contrasta amb el cas dels homes que interactuen amb altres homes, en què l’encert és només del 68 %.

«Els resultats suggereixen que, en entorns socials efímers, els senyals no verbals influencien dones i homes d’una manera molt diferent», apunta Josep Perelló. «Les conclusions de l’estudi —continua l’investigador— conviden a tenir molt en compte no només la nostra pròpia identitat de gènere sinó també la identitat de gènere de les persones amb qui ens relacionem quan volem augmentar i promoure les condicions d’equitat i respecte a l’espai públic. Per fer-ho, cal tenir especial atenció al paper de les dones, tenint en compte el seu comportament prosocial: amb uns alts nivells de cooperació, confiança i capacitat d’encertar la decisió de l’altra persona».

 

Plataformes digitals i arts de carrer, una aliança per a la recerca participativa i pública

urGENTestimar va ser una experiència compartida i integrada per diferents rituals: observar, menjar, dormir, caminar, córrer... Es convidava els ciutadans a aturar l’activitat quotidiana i a posar en pràctica diversos moments de comunió que permetien posar les persones en relació. Un procés de transformació compartida de la gent, de l’espai i del temps. La recerca científica es visualitzava abans, durant i després de l’acció inaugural de FiraTàrrega, mitjançant tres accions: el treball previ amb associacions i col·lectius de Tàrrega, el llançament d’un grup de conversa a través d’un bot a Telegram i l’experiència relacional a la mateixa plaça durant les quaranta hores que durava aquesta acció de ciència ciutadana.

La intervenció a la plaça Major de Tàrrega incloïa diverses estacions experimentals. En cadascuna hi havia dues tauletes electròniques interconnectades i separades per una paret mòbil. Després de llegir les instruccions del joc i respondre a un breu qüestionari sociodemogràfic, s’emplaçava els participants a jugar al dilema del presoner. Aquest marc experimental contrasta amb l’aproximació estàndard per a l’estudi del comportament humà a través de dilemes socials. En l’àmbit de les ciències socials, els espais experimentals habituals són laboratoris controlats o bé, ja més recentment, plataformes en línia que aspiren a neutralitzar la influència de l’entorn. Tal com apunta Julian Vicens, coautor de l’article, «la plataforma digital desenvolupada pel grup OpenSystems de la Universitat de Barcelona va permetre recollir una quantitat important de dades en un espai natural de relació i fora del laboratori. 

«FiraTàrrega ha resultat, així, l’entorn idoni per mostrar que és justament en aquests contextos massius on els aspectes de gènere mereixen una atenció especial. La combinació de les arts de carrer i d’una ciència ciutadana centrada en temàtiques socials pot oferir una experiència compartida i una reflexió col·lectiva a les persones participants que permeti finalment proporcionar nous resultats científics inèdits en matèria de comportament humà vàlids i interessants per a tothom», conclou Anna Cigarini, també coautora de l’article.

 

Sobre el dilema del presoner

En teoria de jocs, el dilema del presoner és un joc en el qual dos jugadors poden cooperar o trair-se, tot i que cada jugador té major incentiu a trair que no pas a cooperar. Com que els participants no saben amb qui estan interactuant, ni poden parlar entre ells, l’anàlisi de les seves accions en el joc permet quantificar el seu comportament cooperatiu, la seva adhesió  a normes socials de cooperació, justícia i equitat, i les seves expectatives de cara al comportament de la parella. En aquest cas, recorda Anna Cigarini, «hem volgut estudiar l’efecte de la comunicació no verbal, és a dir, el contacte visual, en les expectatives i els patrons d’interacció entre dones i homes per entendre’n millor les conductes i expectatives de comportament quan interactuen en entorns socials efímers».

 

Referència de l’article:
A. Cigarini, J. Vicens, i J Perelló. «Gender-based pairings influence cooperative expectations and behaviours»Scientific Reports, gener de 2020. Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-020-57749-6

La connectivitat funcional del cervell en pacients crònics d’hemianòpsia

news picture

UB papers 05/02/2020

Una recerca amb la participació de Joan Guàrdia, catedràtic del departament de Psicologia Social i Psicologia Quantitativa i investigador de l’Institut de Neurociències i de l’Institut de Recerca de Sistemes Complexos (UBICS) de la UB, ha estudiat la xarxa de connectivitat funcional en un grup específic de pacients crònics caracteritzat per una deficiència visual causada per isquèmica o ictus hemorràgics (hemianòpsia).

Amb aquest objectiu, els investigadors van analitzar la connectivitat funcional en estat de repòs de deu persones amb hemianòpsia, amb diferents llocs de lesió i extensions, en comparació amb un grup de participants sans en edats similars. Els resultats del treball, publicat a la revista PLOS One, mostren una alteració significativa en l'arquitectura intrínseca del sistema cerebral que indica una disminució general de la connectivitat funcional intra i entre hemisfèrics que va més enllà del deteriorament significatiu de l’activació sincrònica de la xarxa visual i que és independent de l’abast de la lesió. D’altra banda, els investigadors també van observar una integració funcional més alta en la xarxa d’atenció del cervell i en xarxa neuronal per defecte (DMN Default Mode Network), que poden indicar una reorganització funcional del cervell després de la lesió, intentant compensar la connectivitat reduïda general.

L’avaluació de la plasticitat cerebral després d’un ictus mitjançant un enfocament basat en la connectivitat podria ajudar a comprendre la reorganització funcional del cervell, proporcionant noves visions sobre les estratègies cerebrals de recuperació basades en la concepció del cervell com un sistema complex.

L'article titulat "Functional interactions in patients with hemianopia: A graph theory-based connectivity study of resting fMRI signal" el podeu trobar aquí

Seminar by Guillermo García [University of Turku]

news picture

people 22/01/2020

Seminar by Guillermo García [University of Turku]

DATE: 28 January 2020 (14:30h)

PLACE: Aula 3.20, 3rd floor, Faculty of Physics (Dpt.Física de la Matèria Condensada)

TITLE: Pairwise tomography networks for many-body quantum systems

ABSTRACT: We introduce the concept of pairwise tomography networks to characterise quantum properties in many-body systems and demonstrate an efficient protocol to measure them experimentally. Pairwise tomography networks are generators of multiplex networks where each layer represents the graph of a relevant quantifier such as, e.g., concurrence, quantum discord, purity, quantum mutual information, or classical correlations. We propose a measurement scheme to perform two-qubit tomography of all pairs showing exponential improvement in the number of qubits N with respect to previously existing methods. We illustrate the usefulness of our approach for device characterisation and quantum simulations.

Junior postdoc position

news picture

CLABB grants 20/01/2020

There is one junior postdoc position available to work at the Universitat de Barcelona Institute of Complex Systems (UBICS)

in the project “Nonlinear dynamics in complex multilayer networks under uncertainty (NETUND)”. The team conducting this project is formed by Conrad Pérez-Vicente, Matteo Palassini, and Albert Diaz-Guilera.  

The global objective of the coordinated project is to reduce uncertainty in the study of nonlinear dynamical processes in multilayer complex networks whose structure is not completely known, because of either empirical limitations in its observation or unknown time dependences. We aim at reducing both uncertainties in the topology and in the intrinsic (dynamical) properties of the nodes. For instance, the study of synchronization processes in networked populations of oscillators, where the topology of interactions is partially known and/or the natural frequency of the oscillators is also undetermined, is of utmost importance to understand neural processes.

The project includes two complementary parts: (i) building a mathematical framework for the analysis of structural properties of multilayer networks under uncertainty in the connectivity patterns, and (ii) proposing mathematical tools for the analysis of nonlinear dynamics, specifically synchronization and spreading processes (epidemics, information, etc.), in this context. The outcome of these two parts will be used to study the physical properties of complex systems that present the aforementioned structural uncertainty.  

The candidate shoudl hold a PhD preferably in Physics, Mathematics, Computer Science, or similar, and have expertise on complex networks.  

The offer is for 1-year and the gross annual salary is 24.000€ (before taxes). There will be additional support under the funded project for conference attendances.  

Appplications are welcome until the end of February and candidates will be invited to interviews.   Preferred starting date: April 2020  

Submissions (including a complete CV and the name and contact of at least 1 referee)  and inquires should be sent to albert.diaz@ub.edu

Minicurs Xarxes Complexes

news picture

UBICS projects 20/12/2019

Minicurs de Xarxes Complexes per alumnes de Grau i Master (preferentment).

  • Introducció a les Xarxes Complexes. Exemples. Models bàsics.

Dia: 12 de febrer (13:30-15h)  Professora: Maria Àngels Serrano

  • Fonaments teòrics. Teoria de Xarxes Complexes.

Dia: 19 de febrer (13:30-15h) Professor: Marián Boguñá

  • Aspectes computacionals. Repositoris de Dades. Python.

Dia: 26 de febrer (13:30-15h) Professor: Albert Diaz-Guilera

  • Aplicacions amb dades experimentals. Interpretació. Gephi.

Dia: 4 de març (13:30-15h) Professor: Jordi Soriano

Inscripció i més informació del curs: http://ubics.ub.edu/mini_curs_xarxes

 

Seminari Prof. A. R. Bausch: Pattern formation in cytoskeletal and cellular systems

news picture

UB people 18/12/2019

Seminar by Prof. A. R. Bausch [Lehrstuhl für Biophysik, TU München]

Date: 9 Gener, 15hrs

Place: Sala Eduard Fontserè, Edifici Física-Química

Title: Pattern formation in cytoskeletal and cellular systems

Abstract: Living cells rely on the self-organization mechanisms of cytoskeleton to adapt to their requirements. In processes such as cell division, or cellular motility rely on the controlled self-assembly and disassembly of well defined active cytoskeletal structures interacting with lipid membranes. One important and promising strategy to identify the underlying governing principles is to quantify the underlying physical processes in model systems mimicking functional units of living cell. Here I’ll present in vitro minimal model systems consisting of active microtubule and actin filament systems which show pattern formation resulting from active transport processes. I will discuss how small variations in local interactions results in nematic or polar patterns in high density motility essays. On the supra-cellular level I will discuss how collective motion of epithelial cells in 3D networks lead to a tension feedback mechanism, ultimately leading to the formation of higher order structures in human mammary gland organoids.

The UB offers an Early-Stage-Researcher (ESR) - PhD position

news picture

grants 13/12/2019

The UB offers an Early-Stage-Researcher (ESR) position which allows the researcher to work towards a PhD.

Title: ESR4-ML and interactive 3D visualisation of temporal point clouds for predicting morphological changes.

Institution: UB, Barcelona, Spain;

Start Date: 2020

Advisors: M. Salamó, Anna Puig

Description: Learning models of temporal point clouds is at the core of geometric and geographical studies. Morphological changes are typically derived by calculating distances between points from different acquisitions. This thesis is at the crossroad of ML and 3D visualization, aiming at predicting temporal point clouds. We define a model for temporal point clouds based on shapes, topology, and sampled properties, and we will study different approaches to predict morphological changes. Usually, the interpretation of the properties and surface changes relies on a human, while gathering visual information contained in the data requires expertise by the user. To assist users,we analyse and study interactive visualization to improve the expert understanding and the performance of ML. Expected Results: ML models for predicting temporal point clouds and tools for assisting humans in visualizing surface changes when predicting rock falls. The software should help humans identify characteristics of geomorphological models.The project will take place at the Mathematics Dept of the University of Barcelona. Secondments will take place at ATHENA RC (Athens, Greece) and at industrial partner RISC-Software (Linz, Austria). This position is offered within the framework of GRAPES, which is part of the Marie Sklodowska-Curie Actions —Innovative Training Networks (ITN) funding scheme.The ESR will be recruited within 2020 for a duration of 36 months.The ESR will have secondment visits (internships) to other members of the Network, including industrial partners. The planned secondments are listed below but may change as the individual projects evolve. ESR will also attend the Network meetings and Training events throughout Europe. A Career Development Plan will be established by the time of recruitment describing the scientific goals and methods, the secondments, any courses to be taken, and the personal, professional and career development of the ESR, and how it shall be achieved.

 

For further information:

http://grapes-network.eu

http://grapes-network.eu/phd-positions/

Primera demostració experimental de la hipòtesi de l‘autodomesticació de l‘ésser humà

news picture

UB papers 05/12/2019

Un nou estudi de la Universitat de Barcelona revela la primera demostració genètica de l’autodomesticació humana, una hipòtesi que explica que els humans van desenvolupar un comportament més amigable i cooperatiu seleccionant els seus companys segons el caràcter. Els investigadors han identificat una xarxa genètica implicada en aquesta trajectòria evolutiva cap a la prosocialitat que també està relacionada amb la morfologia del rostre, i que no s’ha trobat en el genoma dels neandertals.

L’estudi, publicat a la revista Science Advances, és fruit de la col·laboració entre l’equip de la UB liderat per Cedric Boeckx, professor ICREA de la Secció de Lingüística General del Departament de Filologia Catalana i Lingüística General, i membre de l’Institut de Sistemes Complexos de la UB (UBICS), i investigadors de l’equip de Giuseppe Testa, professor de la Universitat de Milà i l’Institut Europeu d’Oncologia.

Més informació aquí.

3