Revolução Científica

Cérebro e Evolução

Plutônio do Projeto Manhattan recuperado por cientistas

Assinaturas radioativas identificam uma das primeiras peças de plutônio vistas por olhos humanos

Shutterstock

Explosão atômica 

Andy Extance

“Fat Man”, a bomba atômica lançada pelos Estados Unidos contra Nagasaki, em 1945, carregava cerca de 6,2 quilogramas de plutônio enriquecido, mais ou menos do tamanho de uma bola de tênis. A origem daquela mortífera esfera de metal pode ser rastreada através de uma pequena amostra com menos de três milionésimos de grama, criada nos laboratórios dos pesquisadores do Projeto Manhattan.

Esse é um fragmento histórico, representando tanto uma incrível conquista científica quanto uma profunda tragédia – uma única bomba matou e feriu pelo menos 64 mil pessoas (as estimativas variam) além de ter acelerado a rendição japonesa. Em 2007, porém, essa amostra histórica, o primeiro plutônio visto por pesquisadores, desapareceu dos olhos do público.

Agora ela reapareceu em uma caixa plástica em uma sala de segurança sem janelas na Instalação de Materiais Perigosos da University of California, Berkeley.

A pequena amostra, derivada da descoberta original que rendeu o Prêmio Nobel de Química a Glenn Seaborg, estava acompanhada apenas de documentos limitados sobre suas origens. Mas uma equipe de Berkeley encontrou assinaturas radioativas indicando que esse plutônio realmente vem do Projeto Manhattan. Eles publicaram suas descobertas no servidor de preprints de física, arXiv, em 24 de dezembro, e agora estão tentando devolver esse pedaço de história ao púbico.

A história da amostra começa em 1941, quando as potências bélicas do mundo estavam competindo para desenvolver uma bomba atômica, concentrando-se principalmente na fissão nuclear do urânio.

Em Berkeley naquele ano, Seaborg, junto com Arthur Wahl e Joseph Kennedy, sintetizaram um elemento completamente novo: o plutônio. Ainda que só tenham produzido quantidades praticamente nulas de plutônio ao bombardear urânio 238 com deutério – partículas compostas de um próton e um nêutron – os pesquisadores rapidamente determinaram que aquele elemento tinha potencial explosivo como material de bomba nuclear.

No início de 1942, cientistas que estudavam a reação nuclear em cadeia, como o físico Enrico Fermi, e a química do plutônio, como Seaborg, receberam ordens de ir até a University of Chicago para começar a trabalhar no Projeto Manhattan, desenvolvendo a bomba atômica. (Seaborg escreveu sobre a síntese do plutônio, e de vários outros elementos, em um artigo de abril de 1950 publicado em Scientific American que inclui uma fotografia granulada de uma amostra desenvolvida em Chicago).

Como o plutônio tinha acabado de ser descoberto, os cientistas não conheciam suas propriedades muito bem. Eles precisavam de uma maior quantidade do elemento para aprender a usá-lo em armas nucleares. Para produzir mais plutônio e superar as dificuldades de estudar misturas radioativas de metal contendo quantidades infinitamente diminutas do elemento, um grupo conduzido por Seaborg disparou nêutrons contra centenas de quilos de sais de urânio.

Após uma série de medidas de purificação, os químicos de Chicago, Burris Cunningham e Lewis Erner, finalmente conseguiram extrair pequenas quantidades de sal de plutônio do material original. Esses sais, porém, armazenavam uma pequena quantidade de água dentro de sua estrutura cristalina. Ao queimarem esses sais no ar – e assim fazê-los reagir com oxigênio – os cientistas criaram um óxido de plutônio livre de água. Pela primeira vez, eles foram capazes de colocar seu composto puro em uma balança feita especificamente para isso e registraram ter isolado 2,77 microgramas de produto. “Eles podiam ver o elemento”, declara o engenheiro nuclear de Berkeley, Eric Norman, que conduziu alguns dos novos testes para identificar as origens da amostra. “Ninguém jamais tinha visto plutônio antes disso”.

Cortesia de Eric Norman/U.C. Berkeley

Essa minúscula quantidade de plutônio, criada pelo Projeto Manhattan, foi a primeira a ser diretamente observada por seres humanos. 

“Um espécime daquele tamanho era impressionante naquela época”, observa Cynthia Kelly, fundadora da Atomic Heritage Foundation em Washington, capital. “Eram necessárias centenas de milhões de dólares para produzir até mesmo pequenas quantidades”. Aquela amostra e os métodos que a produziram iriam, nos três anos seguintes, ajudar a avançar a ciência do plutônio o suficiente para produzir a bomba Fat Man. (A bomba de Hiroshima, lançada alguns dias antes, tinha um núcleo de urânio).

Seaborg recebeu o Nobel em 1951 por sintetizar plutônio e outros elementos além do urânio, estendendo a tabela periódica. A University of Chicago lhe concedeu a amostra original de plutônio, de 2,77 microgramas, como presente, envolta em uma caixa plástica transparente. (“A radioatividade dessa amostra é incrivelmente baixa e não põe a saúde de ninguém em risco”, explica Norman). Seaborg então doou a amostra ao Lawrence Hall of Science, na U.C. Berkeley, que começou a exibí-la em um estojo de vidro em 1979, junto com uma placa descrevendo suas origens. Então, em 2007, a equipe do local removeu o estojo em favor de exposições mais interativas durante uma reforma. O recipiente ficou definhando na sala de armazenagem, com pouca indicação de sua importância.

Em 2008, Phil Broughton, físico médico da U.C. Berkeley, encontrou uma caixa plástica transparente com uma etiqueta que dizia “Primeira amostra de Pu a ser pesada. 2,7 µg” enquanto analisava o inventário da Instalação de Materiais Perigosos. Broughton declara ter ficado chocado, porque uma placa citando o trabalho de Seaborg estava logo ao lado da caixa. “Isso é o equivalente da pedra lunar original”, destaca ele. Mas sem quaisquer evidências acompanhando a caixa, ele temia que seu conteúdo fosse esquecido.

Durante vários anos, pareceu que os termores de Broughton eram bem justificados. Ele perguntou, por exemplo, se a Instituição Smithsonian em Washington, capital, queria a amostra. Os curadores de lá, porém, queriam que Broughton lhes desse provas definitivas de que aquela era a amostra de 1942, e ele não tinha nada além da placa, que não é exatamente uma evidência científica. A caixa permaneceu em sua prisão sem janelas.

Em julho de 2014, Broughton pediu que o Departamento de Engenharia Nuclear de Berkeley o ajudasse a identificar o material. Norman, junto com outro engenheiro nuclear, Keenan Thomas, e uma assistente de pesquisa de graduação da San Diego State University, Kristina Tellhami, se ofereceram para testar a amostra. Eles procuraram cuidadosamente por “assinaturas” de plutônio decaindo em urânio – raios gama emitidos por núcleos atômicos e raios-X emitidos por elétrons – usando um detector de ionização de germânio.

As medidas da equipe de Berkeley mostraram que a amostra definitivamente era plutônio de alta pureza. Eles também detectaram outros indícios que apontavam para sua origem no Projeto Manhattan. A abordagem de Seaborg só tinha produzido plutônio 239, que decai muito lentamente em urânio 238. A produção mais recente de plutônio, realizada ao se bombardear urânio com nêutrons em reatores nucleares, às vezes também produz plutônio 241, que decai mais rapidamente no elemento amerício. Não existe sinal de amerício no plutônio de Berkeley.

Os cientistas estimam que a amostra tenha uma massa de plutõnio de 1,7 a 2,3 microgramas. Isso é ‘incrivelmente’ próximo do que restaria após a subtração da massa de oxigênio contida no óxido de plutônio original, observa Norman. Um sinal de raios-X que corresponde a um recipiente de reação feito de platina, o tipo usado por Cunningham e Werner, também indica que aquela é a amostra resgatada.

No momento, a caixa plástica permanece sob a custódia de Broughton e seus colegas. Norman espera que ela seja exibida no mesmo laboratório de química de Berkeley onde a equipe de Seaborg realizou sua memorável descoberta original. O departamento de química da universidade está ávido para obter a amostra. Mas o laboratório de Seaborg ainda está sendo usado para pesquisa, então limitações de espaço o impedem de se tornar o local de uma exibição permanente.

Kelly concorda que a exibição do plutônio em um laboratório-museu seria uma ótima ideia, apontando que Berkeley também poderia se tornar parte do novo Parque Histórico Nacional do Projeto Manhattan, que inclui muitas das instalações originais do projeto. O presidente Barack Obama assinou uma lei autorizando o parque no fim do ano passado. Esse reconhecimento parece um reflexo apropriado do impacto do artefato: raramente algo tão pequeno teve repercussões que reverberam tão longe no futuro.

Scientific American Brasil

A mente da tia Millie

A morte cerebral significa que experiências subjetivas são neuroquímicas

Michael Shermer

Ilustração por Brian Cairns

“Onde está o vermelho em seu cérebro?”.A pergunta foi feita por Deepak Chopra em seu simpósio Sages and Scientists, em Carlsbad, na Califórnia, em 3 de março. Um exército de apresentadores argumentou que a falta de uma teoria neurocientífica completa que explique como a atividade neural se traduz em experiências conscientes (como “vermelhidão”) significa que uma abordagem fisicalista é inadequada ou errada. “A ideia de que experiências subjetivas resultam da atividade eletroquímica permanece uma hipótese”, escreveu Chopra por e-mail. “É tão especulativa quanto a ideia de que a consciência é fundamental, leva à atividade cerebral e cria propriedades e objetos do mundo material”.

“Onde está a mente da tia Millie quando seu cérebro morre devido a Alzheimer?”, perguntei a Chopra. “A tia Millie era um padrão de comportamento impermanente do Universo e retornou ao potencial de onde surgiu”, respondeu. “Na filosofia das tradições orientais, o ego é uma ilusão e o objetivo da iluminação é transcender a uma identidade mais universal não-local, não-material”.

A hipótese de que o cérebro cria a consciência, porém, tem muito mais evidências a seu favor do que a hipótese de que a consciência cria o cérebro. Danos ao giro fusiforme do lobo temporal, por exemplo, provocam cegueira facial, e a estimulação dessa mesma área faz as pessoas verem rostos espontaneamente. Danos provocados por AVCs à região do córtex visual chamada V1 levam à perda de percepção visual consciente. Mudanças na experiência consciente podem ser medidas diretamente por RM funcional, eletroencefalografia e registros de neurônios isolados. Neurocientistas conseguem prever escolhas humanas a partir da atividade cerebral antes que o próprio sujeito esteja consciente delas. Usando apenas varreduras cerebrais, eles foram até capazes de reconstruir, no computador, o que alguém vê.

Milhares de experimentos confirmam a hipótese de que processos neuroquímicos produzem experiências subjetivas. O fato de neurocientistas não concordarem sobre qual teoria fisicalista descreve melhor a mente não significa que a hipótese de que a consciência cria a matéria tenha o mesmo peso. Em sua defesa, Chopra me enviou um artigo de 2008, publicado na Mind and Matter, do cientista cognitivo da University of California, Irvine, Donald D. Hoffman: Conscious Realism and the Mind-Body Problem (“Realismo Consciente e o Problema Mente-Corpo”, literalmente). O realismo consciente “afirma que o mundo objetivo, i.e., o mundo cuja existência não depende das percepções de um observador em particular, consiste inteiramente de agentes conscientes”. A consciência é fundamental para o Cosmos e produz partículas e campos. “Ela não é tardia na história evolutiva do Universo, surgindo de interações complexas de matéria e campos inconscientes”, escreve Hoffman. “A consciência vem primeiro; a matéria e os campos é que dependem dela para existir”. 

Onde estão as evidências mostrando que a consciência é fundamental ao Cosmo? Aqui Hoffman se volta para como observadores humanos “constroem as formas visuais, cores, texturas e movimentos dos objetos”. Nossos sentidos não constroem uma aproximação da realidade física em nosso cérebro, argumenta ele. Em vez disso, funcionam como um sistema de interface gráfica de usuário que tem pouca ou nenhuma semelhança com o que realmente acontece no interior de um computador. Na visão de Hoffman, nossos sentidos trabalham para construir a realidade, não reconstruí-la. Por fim, isso “não requer a hipótese de objetos físicos de existência independente”.

Como a consciência faz a matéria se materializar? Ele não diz. Onde (e como) a consciência existia antes de haver matéria? Não sabemos. Até onde posso ver, toda a evidência aponta na direção de cérebros gerando mentes, mas nenhuma evidência indica causalidade inversa. Toda essa linha de raciocínio parece, na verdade, ser baseada em algo semelhante ao argumento do “Deus das lacunas”, onde lacunas fisicalistas são preenchidas por agentes não-fisicalistas, sejam divindades oniscientes ou agentes conscientes. 

Ninguém nega que a consciência é um problema difícil. Mas antes de a elevarmos ao nível de agente independente capaz de criar sua própria realidade, vamos dar mais tempo às hipóteses de que cérebros criam mentes. Porque o que sabemos de fato é que a consciência mensurável morre quando o cérebro morre e, até prova em contrário, a hipótese padrão deve ser a de que cérebros geram consciências. Existo, logo penso.

Scientific American Brasil

A Teoria Perfeita

Livro conta a história da relatividade geral, e o que torna algo uma ciência 

NRAO

Até o desenvolvimento da radioastronomia – exemplificada aqui pelo telescópio Very Large Array no Novo México – a relatividade geral era considerada mais especulação que fato. (Imagem: NRAO)

Por Ashutosh Jogalekar

O livro de Pedro Ferreira,The Perfect Theory: A Century of Geniuses and the Battle over General Relativity (“A Teoria Perfeita: Um Século de Gênios e a Batalha pela Relatividade Geral”, em tradução literal, sem edição em português), nos conta o que outras pessoas fizeram com a teoria da relatividade geral de Einstein depois que ele a desenvolveu. Ainda que um capítulo inteiro seja dedicado aos árduos esforços de Einstein para aprender a geometria não-Riemaniana e para construir as equações de campo que definem a teoria, o livro realmente decola depois de 1917, quando vários homens e mulheres descobriram as incríveis implicações dessas equações. O livro é uma leitura rápida e faz um ótimo trabalho retratando personalidades diversas e descobertas empolgantes reveladas pela relatividade geral.

Em 1919 a teoria já estava bem estabelecida como parte da empreitada científica, especialmente após ter ditado o valor correto do periélio de Mercúrio e previsto a curvatura da luz estelar observada por Arthur Eddington, uma descoberta que projetou o nome de Einstein para as manchetes de todos os principais jornais do mundo. Eddington foi o herdeiro de Einstein, dominando profundamente a teoria e compreendendo suas implicações para a estrutura estelar. Ironicamente, ele não ousou levar essas implicações até sua conclusão lógica. Essa tarefa foi deixada para um jovem astrofísico indiano chamado Subrahmanyan Chandrasekhar, que abriu o caminho para a descoberta de buracos negros ao considerar o que acontece quando estrelas ficam sem combustível e colapsam sob a contração gravitacional. A repreensão de Eddington às descobertas de Chandrasekhar ficou famosa, e revelou que ele era muito parecido com Einstein: um revolucionário na juventude e um reacionário na maturidade.

A história dos buracos negros é uma das principais linhas seguidas pelo livro. As ideias de Chandrasekhar foram desenvolvidas por Lev Landau, Fritz Zwicky e Robert Oppenheimer na década de 30. A história de Oppenheimer é especialmente interessante, já que foi ele quem descobriu teoricamente os buracos negros, mas que depois se dissociou completamente deles, não demonstrando qualquer interesse na relatividade geral até o fim de sua vida. Na verdade, Oppenheimer via a relatividade como a vasta maioria dos físicos que foram pegos nas revoluções nuclear e quântica das décadas de 30 e 40. A mecânica quântica e a física de partículas eram as novas fronteiras; a relatividade era só especulação.

Foi o eminente físico de Princeton, John Wheeler, quem continuou o trabalho de Oppenheimer. Wheeler realmente é o pai da relatividade moderna, já que foi ele quem reacendeu o interesse pelo assunto nas décadas de 50 e 60. Muitos de seus alunos, como Jacob Bekenstein e Kip Thorne, se tornaram proeminentesna área. Na Grã Bretanha essa área veio à luz com Dennis Sciama, e seus alunos Roger Penrose e Stephen Hawking abriram o caminho para a compreensão de singularidades e do Big Bang. Hawking, especialmente, criou uma ligação muito importante entre informação, relatividade, termodinâmica e mecânica quântica por meio de sua exploração do que atualmente chamamos de “paradoxo da informação em buracos negros”.

O trabalho de Hawking com singularidades se conecta à segunda linha principal do livro, dessa vez envolvendo as aplicações da relatividade geral ao Universo inteiro. A história começa logo após Einstein desenvolver seu trabalho, quando Alexander Friedmann, um piloto russo de bombardeiro, e Georges Lemaître, um padre belga, descobriram que uma das soluções das equações seria um Universo em expansão. Em um famoso momento que Einstein chamou de “o maior deslize” de sua vida, o físico encontrou essa solução mas, com base nas observações de um Universo localmente estático, aplicou um fator de correção – uma ‘constante cosmológica’ – para deter a expansão,e isso acabou tendo grande importância quase oito décadas mais tarde. A história de Lemaître e Friedmann conduz logicamente à de Edwin Hubble que, em 1929, observou o desvio para o vermelho de galáxias, assim inaugurando uma das maiores eras na exploração do Cosmo. Essa era culminou na descoberta da matéria e energia escuras, e na transformação da cosmologia em uma ciência exata, e tudo isso abriu fronteiras com que Einstein sequer sonhava. E Ferreira espera que essas belas equações produzam muito mais surpresas no futuro.

Ferreira se dedica muito a descrever essas duas linhas principais. Um dos aspectos mais importantes do desenvolvimento da relatividade foi o impulso que a teoria recebeu com as observações experimentais de objetos distantes feitas pelos rádio-telescópios de Martin Ryle, Jocelyn Bell e outros. De fato, o livro destaca que, sem essas observações, a relatividade continuaria a ser considerada uma brincadeira matemática no pior dos casos, e uma ciência especulativa no melhor deles. A fixação da relatividade ao mundo real por meio da descoberta de quasares, pulsares, estrelas de nêutrons e buracos negros torna bastante clara a importância fundamental de evidências experimentais para qualquer teoria. Pessoalmente, eu teria apreciado se Ferreira também tivesse considerado algumas outras evidências para a relatividade geral, como a observação do efeito Lense-Thirring [NOTA: No original frame-dragging, qu pode ser traduzido como arrasto de estrutura, arrasto estrutural, arrasto referencial, arrasto de referenciais entre outros) pela Sonda Gravitacional B, uma maravilha técnica e um fenômeno de cair o queixo em medidas precisas, se é que já existiu um.

A última parte do livro se dedica ao desafio das últimas quatro décadas para combinar a relatividade geral e a mecânica quântica, um esforço que foi iniciado por Wheeler e seu aluno Bryce DeWitt na década de 60. As mesmas técnicas de teoria de campo que levaram a sucessos tão espetaculares na física de partículas – culminando no Modelo Padrão – foram um fracasso abismal quando aplicadas à relatividade. Uma das possíveis saídas para esse problema é a teoria das cordas, que tem a virtude de fazer a gravidade emergir naturalmente do quadro teórico. Outra teoria promissora é a gravidade quântica em loop. O problema com a teoria das cordas, que já é bem conhecido atualmente, é que ela não faz previsões testáveis e seu universo de soluções é tão vasto que qualquer coisa pode ser acomodada em seu grandes braços. Na ciência, uma teoria que pode explicar tudo normalmente é considerada uma teoria que não explica nada.

Uma das coisas que me marcou foi a importância de experimentos e observações para levar uma teoria do reino da especulação para o da realidade prática. Vale a pena comparar o progresso da mecânica quântica, da relatividade geral e da teoria das cordas nesse contexto. A mecânica quântica foi desenvolvida na década de 1920, e imediatamente explicou dezenas de fatos experimentais anteriormente confusos. Seu sucesso só cresceu na década de 30 e 40, quando ela foi aplicada à física de estado sólido, à química e à física nuclear, sempre amplamente apoiada por experimentos. Os problemas filosóficos da teoria – que ainda nos dão trabalho – não a afetaram devido a seu grande sucesso experimental. Em contraste, a relatividade geral foi desenvolvida cerca de 10 anos antes. Por volta de 1940, ela tinha duas grandes previsões para lhe dar crédito: a curvatura da luz estelar e a expansão do Universo. Mas até o fim dos anos 50 ela não tinha se tornado parte da física dominante e era considerada mais matemática que física, principalmente porque lhe faltavam evidências experimentais. Como mencionado acima, foi o desenvolvimento da radioastronomia que deu solo firme a essa teoria.

Assim, a mecânica quântica não precisou de tempo nenhum para se tornar respeitável, enquanto a relatividade precisou de quase 40 anos, mesmo com duas observações experimentais incríveis de suas previsões. A grande diferença foi a quantidade de evidências experimentais: numerosas no caso da mecânica quântica e escassas no caso da relatividade. Se comparada a essas duas, a teoria das cordas já existe há quase 40 anos e ainda não existe nenhuma evidência experimental não-ambígua em seu favor. Do ponto de vista puramente histórico, isso pode indicar que talvez estejamos no caminho errado. Existe um motivo para Feynman ter dito que o único teste verdadeiro de uma teoria científica é a experimentação.

Scientific American Brasil

Assédio é comum em trabalhos científicos de campo

Mais de 60% de jovens cientistas experimentaram episódios constrangedores

Shutterstock/ ChameleonsEye

Pesquisa com 142 homens e 516 mulheres em diversas disciplinas científicas constatou que muitos deles sofreram ou testemunharam assédio ou agressão sexual durante trabalhos em campo.

Por Henry Gass e ClimateWire

Ela era uma jovem e entusiasmada estudante de graduação quando viajou para seu sítio de pesquisa nos arredores uma cidadezinha rural em um país estrangeiro. Ela havia passado anos mergulhada em sua pesquisa e, como ocorre com muitos jovens cientistas, o estudo de campo era uma oportunidade vital para ganhar experiência e avançar sua carreira.

O assédio começou com perguntas íntimas sobre sua vida amorosa e comentários sexualmente sugestivos sobre seu corpo. De início, ela até entrou na brincadeira, trocando comentários provocantes com seus colegas majoritariamente homens. Mas ela já estava desconfortável quando colegas começaram a brincar que a venderiam para a prostituição. De repente, fotos pornográficas começaram a aparecer em seu espaço de trabalho privativo.

Quando caminhava desacompanhada pela cidade vizinha, assovios, chamados constrangedores e mãos desaforadas de homens locais a apalpavam e seguiam. No trabalho, ela só se sentia um pouco mais segura. A brincadeira tinha saído completamente do controle. Ao confrontar seu professor sobre a situação, ele lhe disse que ela estava sendo exageradamente sensível. O relacionamento deles deteriorou e ele acabou revogando sua promessa de financiar seus estudos de graduação.

A cientista postou sua história anônima no blog que a professora de antropologia Kathy Clancy, da University of Illinois, mantinha no site da Scientific American em2012. A história é uma de muitas que Clancy postou no blog e, de acordo com uma nova pesquisa liderada por ela mesma, é também um aspecto perturbadoramente comum em pesquisas de campo científicas.

Uma pesquisa envolvendo 142 homens e 516 mulheres de diversas disciplinas científicas constatou que muitos deles sofreram ou testemunharam assédio ou agressão sexual em trabalhos de campo.

Um relatório com a análise dos dados, divulgado em 16 de julho na publicação científica PLoS ONE, constatou que 64% dos entrevistados afirmaram ter sofrido assédio sexual e mais de 20% relataram ter sido vítimas de agressão sexual.

A pesquisa também estabeleceu que a maioria das vítimas eram pesquisadores jovens; estudantes de graduação ou pós-doutorandos. Cinco dos entrevistados que relataram assédio estavam no ensino médio na época do incidente. E, embora homens fossem tão vitimados quanto mulheres, a maioria teve problemas com seus pares; enquanto a maioria das mulheres foi abordada por superiores.

Embora exista uma extensa literatura sobre assédio e agressão sexual em meios científicos, como hospitais e campi universitários, esse é o primeiro estudo que examina a questão em estudos de campo científicos.

As viagens podem durar semanas ou meses, levando cientistas a áreas selvagens e remotas, longe de casa e de sistemas de suporte. E a pesquisa constatou que em campo, enquanto muitos cientistas não experimentam nenhum tipo de assédio, outros são vitimados. E quando isso acontece, eles muitas vezes não sabem como lidar com a situação.

Katie Hinde, uma coautora do estudo e bióloga evolutiva na Harvard University, que tem anos de experiência em campo, confessou ter sido levada às lágrimas ao ler as respostas da pesquisa.

“Eu lia uma série de histórias angustiantes de pessoas que sofrem atos inquestionavelmente abusivos dentro de suas próprias equipes de pesquisa, e o próximo registro na pesquisa era alguém dizendo que essa avaliação era estúpida e que isso não acontece”, desabafou Hinde em uma entrevista.

“O verdadeiro resultado de nosso estudo é que isso está acontecendo em números consideráveis com trainees [estagiários]; portanto, com pessoas que podem ser estudantes ou pós-doutorandos; pessoas realmente vulneráveis”, acrescentou.

Uma preocupação urgente para cientistas climáticos — e seus patrocinadores

A ciência climática é uma disciplina intensiva em trabalhos de campo. Estudar suas mudanças, passadas ou presentes, pode enviar pesquisadores ao Ártico ou à Amazônia, inserindo pequenas equipes de pesquisa em áreas isoladas.

Yarrow Axford, uma professora de ciências da Terra na Northwestern University, em Chicago, Illinois, que não esteve envolvido no estudo, escreveu em um e-mail que os dados mostram “o que acredito que muitos de nós que trabalhamos em ciência baseada em pesquisa de campo temos vivenciado, ou pelo menos suspeitávamos: que a cultura do trabalho em campo pode ser hostil a mulheres, tanto de modo sutil como mais descarado”.

“O estudo sugere que mulheres têm um bom motivo para serem cuidadosas como e com quem trabalham, e isso de fato é uma realidade lamentável a ser adicionada à lista de barreiras que podem excluí-las da ciência baseada em campo”, criticou Axford, acrescentando que ela mesma nunca experimentou pessoalmente qualquer tipo de assédio ou agressão.

Quando se trabalha em campo pode ser impossível evitar qualquer tipo de situação desconfortável. Há alguns anos, Axford estava em um estudo de campo e pegava voos de helicóptero em um remoto aeroporto ártico. O único banheiro no aeroporto estava “abarrotado do chão ao teto” com pornografia gráfica.

“Toda vez que tive que usar aquele ‘maldito’ banheiro, eu tinha que sair de lá entrando em uma sala cheia de pilotos masculinos e funcionários aeroportuários”, relembrou.

“Isso não é nada bom, mas acho que considero um certo desconforto social em campo como o preço do que estou fazendo para viver”.

Mas, enquanto todos cientistas têm de aceitar certo desconforto quando estão em campo, ela acrescentou que o assédio sexual precisa se tornar um ponto mais focal no planejamento dessas viagens de estudos.

Axford está se preparando para partir em uma viagem de estudo de campo na Groenlândia nos próximos dias e recentemente tornou-se responsável por estudos de campo que envolvem estudantes. Agora ela está considerando falar mais francamente com seus alunos, e com o resto de sua equipe, sobre uma política de tolerância zero para assédio em seus briefings [reuniões preparatórias de atividades] pré-campo.

Jeff Altschul, o presidente da Sociedade para Arqueologia Americana (Society for American Archaeology), que não esteve envolvido no estudo, declarou ao jornalUSA Today que patrocinadores da pesquisa de campo também precisam assumir mais responsabilidade. 

Axford, por sua vez, manifestou a esperança de que o estudo “chegará às mãos [ao conhecimento] de muitos pesquisadores influentes, e fará um ‘monte’ de pessoas pensarem sobre como fazer seus acampamentos seguros para todos”.

“Com base nesse estudo, parece que temos um longo caminho à frente para tornar isso uma realidade”, acrescentou.

“O que acontece em campo, morre em campo”

Os pesquisadores recrutaram entrevistados através de e-mails e redes sociais como Twitter, Facebook e LinkedIn. Os resultados preliminares da pesquisa foram divulgados no ano passado. Dos 122 entrevistados no campo da antropologia biológica, mais da metade relatou ter experimentado ou testemunhado assédio ou agressão sexual.

Katie Hinde espera que os resultados diminuam à medida que mais cientistas respondam à pesquisa, o que normalmente é o caso quando o tamanho de uma amostra aumenta. Nesse caso, porém, os resultados da realidade pioraram.

Ela até recebeu e-mails de cientistas que disseram ter recusado participação na pesquisa, porque reviver suas experiências seria muito traumático.

Pesquisas são inerentemente limitantes. Clancy, Hinde e suas equipes tentaram garantir um equilíbrio de entrevistados que passaram ou não por assédio, mas pode ser difícil controlar quem responde francamente. Dito isso, Hinde afirmou que seus resultados parecem consistentes com outras pesquisas sobre assédio, que se concentraram mais em experiências em outros ambientes científicos, como hospitais, campus universitários, ou nas forças armadas.

“Onde quer que estudos de assédio sexual tenham sido realizados, seja nas áreas de medicina, nas forças armadas, em campi universitários, os números registrados são bastante elevados e consistentes com os números em nosso estudo”, salientou Hinde, acrescentando “e esses são estudos que utilizam diferentes métodos para acessar essas informações”.

As implicações para a ciência poderiam ser profundas. Em uma profissão historicamente dominada por homens, o assédio ou a agressão sexual durante estudos de campo poderiam afastar jovens cientistas talentosas antes mesmo que suas carreiras tenham de fato começado.

Hinde garantiu que as políticas de assédio das instituições financiadoras do estudo de campo, como uma universidade, se aplicariam aos sítios pesquisados. Mas muitas pessoas simplesmente não sabem disso de acordo com as respostas à pesquisa. Embora não haja muitos dados para sustentar uma resposta aparentemente coletiva, Hinde informou que muitos entrevistados descreveram uma atitude do tipo “o que acontece em campo, morre em campo”.

“Suponho que, sim, alguns acadêmicos consideram o ‘campo’ diferente de outras áreas de trabalho, como o escritório, o laboratório ou a sala de aula, de uma forma que relaxa ou suspende normas de comportamento aplicáveis ao local de trabalho”, admitiu ela em um e-mail de follow-up.

Esse tipo de comportamento durante estudos em campo, um período vital no desenvolvimento da carreira de um jovem cientista, se não for um componente exigido para sua graduação, “tem implicações para todas as ciências”, advertiu Hinde.

“Resumindo: suspeito fortemente que todas essas experiências desempenham um papel no por que as pessoas abandonam a ciência e isso empobrece a todos nós”, resumiu Hinde. “Isso empobrece o esforço científico”.

Scientific American Brasil

À venda: seu nome em uma prestigiada publicação científica

Pesquisas constatam irregularidades preocupantes em artigos científicos

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Nos últimos anos sinais de desonestidade na literatura revisada por pares apareceram por todo o universo publicações científicas.

Por Charles Seife

Klaus Kayser tem publicado periódicos científicos eletrônicos há tanto tempo, que ainda se lembra quando os enviava a assinantes em disquetes.

Seus 19 anos de experiência o deixaram perfeitamente ciente do problema de fraudes científicas. Em sua opinião, ele toma medidas extraordinárias para proteger a publicação que edita atualmente: Diagnostic Pathology.

Para impedir que autores tentem fazer passar imagens de microscópio copiadas da internet como se fossem suas próprias, ele exige que eles também lhe enviem as lâminas de vidro originais (junto com os artigos).

Mas, apesar de sua vigilância, sinais de possíveis más condutas em pesquisas se infiltraram em alguns artigos publicados em Diagnostic Pathology.

Seis dos 14 artigos da edição de maio de 2014, por exemplo, contêm suspeitas repetições de frases e outras irregularidades. Quando a Scientific American alertou Kayser, ele aparentemente não estava ciente do problema. “Ninguém me disse isso”, defendeu-se. “Sou muito grato a vocês”.

A Diagnostic Pathology, de propriedade da editora Springer, é considerada uma publicação científica respeitável. Sob o comando de Kayser, seu “fator de impacto”, uma medida grosseira da reputação de uma publicação especializada, baseada no número de vezes que um artigo é citado na literatura científica publicada, é 2,411, o que a coloca solidamente nos 25% superiores de todas as publicações científicas monitoradas pela Thomson Reuters em sua publicação Journal Citation Reports; e ocupa o 27º lugar do total de 76 periódicos de patologia classificados.

A publicação de Kayser não está sozinha.

Nos últimos anos, sinais semelhantes de trapaças, ou desonestidade, na literatura revisada por pares surgiram em várias edições do universo de publicações científicas, inclusive nas pertencentes a potências editoriais como a Wiley, Public Library of Science, Taylor & Francis e o Nature Publishing Group (que publica aScientific American).

A aparente fraude está ocorrendo à medida que o mundo de publicações e pesquisas especializadas passa por rápidas mudanças.

Cientistas, para os quais artigos publicados são o caminho para promoções, estabilidade de emprego/cargo ou via de apoio para subvenções, estão competindo mais acirradamente que nunca para conseguir a inclusão de seus artigos em periódicos revisados por pares.

Embora publicações científicas estejam proliferando na internet, a oferta ainda é incapaz de acompanhar a incessante demanda por veículos (outlets) científicos respeitáveis.

A preocupação é que essa pressão possa levar à desonestidade, à fraude.

Os artigos duvidosos não são fáceis de detectar. Tomados individualmente cada trabalho de pesquisa parece legítimo. Mas em uma investigação realizada pelaScientific American, que analisou a linguagem empregada em mais de 100 artigos científicos, foram encontradas evidências de alguns padrões preocupantes — sinais do que parece ser uma tentativa de burlar o sistema de revisão por pares em escala industrial.

Um dos artigos publicados na edição de maio de 2014 de Diagnostic Pathology, por exemplo, superficialmente parece ser uma típica metanálise da literatura revisada por pares. Seus autores, oito cientistas da Universidade Médica de Guangxi, na China, avaliam se diferentes variações em um gene conhecido como XPCpodem ser associadas a câncer gástrico. Eles não encontram nenhuma ligação desse tipo e admitem que seu artigo não é a palavra final sobre o assunto:

“No entanto, é necessário conduzir amplos estudos de amostras, utilizando métodos padronizados imparciais de genotipagem, amostras homogêneas de pacientes com câncer gástrico, e controles bem estabelecidos (com condições muito parecidas). Além disso, interações gene-gene e gene-ambiente também deveriam ser consideradas na análise. Estudos desse tipo, que levam em conta esses fatores, talvez possam levar futuramente à nossa melhor e mais abrangente compreensão da associação entre os polimorfismos XPC e o risco de câncer gástrico”.

Essa é uma conclusão perfeitamente normal para um artigo perfeitamente comum. Não é nada que devesse disparar quaisquer sinais de alarme.

Mas compare-o com um trabalho publicado vários anos antes em European Journal of Human Genetics (de propriedade do Nature Publishing Group), uma metanálise sobre se variações em um gene conhecido como CDH1 poderiam ser associadas ao câncer de próstata (CPa) e encontrará o seguinte comentário:

“No entanto, é necessário conduzir amplos ensaios utilizando métodos padronizados imparciais, pacientes homogêneos com PCa e controles bem combinados, com avaliação “cega” (desconhecendo) dos dados. Além disso, interações gene-gene e gene-ambiente também deveriam ser consideradas na análise. Estudos desse tipo, que levam em conta esses fatores, talvez possam levar futuramente à nossa melhor e mais abrangente compreensão da associação entre o polimorfismo CDH1—160 C/A e o risco de CPa”.

O palavreado é praticamente idêntico, inclusive a estranha frase “levar futuramente à nossa melhor e mais abrangente compreensão”. As únicas diferenças substanciais são os genes específicos (CDH1 em vez de XPC) e a doença (câncer gástrico em vez de PCa).

Esse não é um simples caso de plágio. Muitas equipes de pesquisas aparentemente independentes andaram plagiando a mesma passagem.

Um artigo publicado em PLoS ONE talvez possa levar futuramente à “nossa melhor e mais abrangente compreensão” da associação entre mutações no geneXRCC1 e o risco de câncer de tireóide.

Outro trabalho, publicado em International Journal of Cancer (publicada pela Wiley) pode acabar levando à “nossa melhor e mais abrangente compreensão” da associação entre mutações no gene XPA e o risco de câncer... e assim por diante.

Às vezes há pequenas variações na redação, mas em mais de uma dezena de artigos encontramos uma linguagem quase idêntica com diferentes genes e doenças aparentemente inseridos no parágrafo em questão; como uma versão surreal de Mad Libs, um modelo de jogo de palavras inventado na década de 50, no qual os participantes preenchem lacunas com termos ausentes em uma dada passagem.

A Scientific American encontrou outros exemplos de pesquisas do tipo “preencha as lacunas”.

Uma busca da frase “excluído devido à óbvia irrelevância” recuperou mais de uma dezena de artigos de vários tipos, todos, exceto um, escritos por cientistas da China.

A formulação “utilizando uma forma padronizada, dados de estudos publicados” também produz mais de uma dezena de artigos de pesquisa, todos da China. O chamado gráfico de dispersão em funil, funil invertido ou “árvore de natal” (funnel plot, em inglês) de “Begger” detecta dezenas de casos, todos procedentes da China.

“Esse sistema de verificação é particularmente revelador. Não existe uma coisa como um funil de Begger.“Ele simplesmente não existe. Essa é a questão”, salienta Guillaume Filion, um biólogo no Centro para Regulação Genômica em Barcelona, na Espanha (pdf).

Dois estatísticos — Colin Begg e Matthias Egger — inventaram, cada um, testes e ferramentas para avaliar o viés de uma publicação e procurar preconceitos que se infiltramem metanálises. O“funil de Begger” parece ser um híbrido acidental da fusão dos dois nomes.

Filion detectou a proliferação de testes “de Begger” por acaso.

Enquanto procurava por tendências em artigos em publicações científicas médicas, ele encontrou artigos que tinham títulos quase idênticos, escolhas similares de gráficos e os mesmos erros peculiares, como o “funil de Begger”.

Ele presume que os trabalhos vieram da mesma fonte, embora tenham sido ostensivamente escritos por diferentes grupos de autores. “É difícil imaginar que 28 pessoas inventassem independentemente o nome de um teste estatístico”, argumenta Filion. “É por isso que ficamos muito chocados”.

Uma rápida busca na internet revela serviços que oferecem, por uma taxa, organizar a autoria de trabalhos a serem publicados em veículos revisados por pares. Eles parecem atender a pesquisadores que procuram uma maneira rápida [e desonesta] para serem publicados em um periódico científico de prestígio internacional.

Em novembro, a Scientific American pediu a um repórter que fala mandarim, a língua oficial da China, que contatasse a MedChina, que oferece dezenas de contratos/acordos de “temas científicos para venda” e “transferência de artigos” para publicações científicas.

Posando como uma pessoa interessada em comprar uma autoria científica, o repórter conversou com um representante da entidade, que lhe explicou que os artigos já estavam mais ou menos aceitos para publicação em periódicos especializados revisados por pares. Aparentemente, tudo o que precisava ser feito era um pouco de trabalho de edição e revisão.

O preço, por sua vez, dependia, em parte, do fator de impacto da publicação-alvo e de se o artigo era experimental ou metanalítico.

Nesse caso, o representante da MedChina ofereceu a autoria de uma metanálise que associava uma proteína ao câncer de tireóide papilar destinada a ser publicada em um periódico com fator de impacto de 3,353. O custo: 93 mil renmimbis (RMB, a moeda oficial da China) equivalentes a cerca de US$ 15 mil.

O veículo mais provável pretendido para o artigo mediado pela MedChina é a publicação Clinical Endocrinology; um de cinco periódicos científicos com fator de impacto de 3,353 e o mais próximo do assunto descrito.

“Obviamente, essa é uma questão de grande preocupação”, admite John Bevan, um editor sênior da publicação. “Estou alarmado ao pensar que isso está acontecendo e inundando o mercado”.

Aproximadamente duas semanas depois de ter sido contatado pela Scientific American, Bevan confirmou que um artigo de aspecto suspeito sobre biomarcadores para câncer de tireóide papilar, que teve o acréscimo de um autor durante o processo de revisões, foi identificado e rejeitado.

Grande parte do financiamento para esses trabalhos suspeitos vem do governo chinês.

Dos primeiros 100 artigos identificados pela Scientific American, 24 haviam recebido financiamento da Fundação Nacional de Ciência Natural da China (NSFC, na sigla em inglês), uma agência governamental de financiamento equivalente a Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos. Outros 17 reconheceram que obtiveram subvenções de outras fontes do governo.

Yang Wei, presidente da NSFC, confirmou que os 24 trabalhos suspeitos identificados pela Scientific American foram posteriormente encaminhados ao Birô de Disciplina, Inspeção, Supervisão e Auditoria da Fundação (pdf), que investiga várias centenas de alegações de má conduta a cada ano.

“Dezenas de ações disciplinares têm sido tomadas pela NSFC anualmente por má conduta em pesquisas, embora casos de ghostwriting (artigos assinados por “escritores-fantasmas”, em tradução literal) sejam menos comuns”, informou Yang por e-mail.

No ano passado, uma das ações disciplinares da entidade envolveu um cientista que comprou uma proposta de financiamento de um site na internet. Yang salienta que a NSFC toma medidas para combater má conduta, o que inclui a recente instalação de uma “verificação de similaridade” para detectar possíveis plágios em propostas para financiamentos.

(No ano em que o sistema entrou on-line a verificação encontrou várias centenas de casos de “similaridades consideráveis” em um total de cerca de 150 mil solicitações de verbas, informou Yang.) Mas quando se trata de “fábricas de artigos acadêmicos não temos muita experiência e certamente ficaremos felizes em ouvir suas sugestões”, admitiu ele.

Alguns editores só estão se inteirando agora do problema das “fábricas de artigos” chinesas.

“Eu não estava ciente de que havia um mercado para autorias por aí”, reconhece Jigisha Patel, diretor editorial associado da BioMed Central para integridade de pesquisa. Agora que a editora de publicações científicas (de propriedade da Springer e publicadora da Diagnostic Pathology) foi alertada para o problema, “podemos investigar isso e lidar com isso”, garante Patel.

Duas semanas após ter sido contatada pela Scientific American, a BioMed Central anunciou que havia identificado cerca de 50 manuscritos que tinham sido avaliados por pares revisores falsos. A editora declarou ao Retraction Watch blog [um blog que monitora retratações acadêmicas] que “uma terceira parte pode estar envolvida, e influenciando o processo de revisão por pares”. É possível que esses manuscritos tenham vindo de fábricas de artigos.

A Scientific American conseguiu verificar os títulos e autores de cerca de meia dúzia deles. Todos parecem muito similares em estilo e assunto a outras metanálises escritas por fábricas de artigos, e todos eram de grupos de autores chineses.

Outras editoras começaram a combater o fluxo de materiais duvidosos.

Damian Pattinson, diretor editorial da PLoS ONE, informa que a publicação instituiu salvaguardas em abril passado. “Toda metanálise que recebemos tem que passar por uma verificação editorial específica... “que força autores a fornecerem informações adicionais, inclusive uma justificativa do porquê eles realizaram o estudo, em primeiro lugar”, explica.

“Como resultado disso, a proporção de artigos que de fato são encaminhados a revisores caiu cerca de 90%. Portanto, estamos muito cientes desse problema”.

Ainda assim, a lista compilada pela Scientific American contém quatro artigos suspeitos que foram publicados em PLoS ONE depois que as salvaguardas foram instituídas, e a autoria de um próximo artigo da PLoS ONE foi colocada à venda pela MedChina, enquanto o material estava sendo escrito.

Quando perguntamos a Pattinson sobre esses artigos, ele respondeu: “Corrigiremos e retrataremos artigos se houver qualquer indicação de má conduta. A questão é um problema, do qual estamos muito cientes”.

A BMC, Public Library of Science e outras editoras utilizam software de verificação de plágio para tentar reduzir fraudes. Mas software nem sempre resolve esse problema em particular em publicações científicas, adverte Patel, acrescentando: “fábricas de artigos acrescem mais uma camada de complexidade ao problema. Isso é muito preocupante”.

No momento, editoras estão travando uma batalha contra a corrente, muito difícil. “Sem informação privilegiada (de insiders) é muito difícil policiar isso”, queixa-se John Bevan da Clinical Endocrinology.

A publicação e sua editora, a Wiley, estão tentando fechar brechas no processo editorial para detectar mudanças tardias suspeitas em autorias e outras irregularidades. “É preciso aceitar que pessoas estão submetendo trabalhos em boa fé e honestidade”, argumenta Bevan.

Essa é, de fato, a ameaça essencial.

Agora que várias empresas descobriram como ganhar dinheiro em cima da má conduta científica, essa suposição de honestidade está correndo o risco de se tornar um anacronismo.

“Todo o sistema de revisão por pares funciona na base da confiança”, salienta Damian Pattinson, e acrescenta que, se é questionada, o sistema tem dificuldade para lidar com isso.

“Temos um problema aqui”, admite Guillaume Filion. Ele acredita que o dilúvio está apenas começando. “Há tanta pressão e tanto dinheiro em jogo que veremos todos os tipos de excessos no futuro”.

Reportagem adicional por Paris Liu.

A lista citada da Scientific American contém 100 artigos publicados que parecem ter as características de ciência do tipo “preencha as lacunas”.

A inclusão nela não implica que qualquer dado trabalho tenha sido escrito por uma fábrica de artigos, nem implica que seja definitivamente um plágio. Mas, em vista do padrão de redação e das similaridades desses materiais com outros publicados previamente, acreditamos que eles são dignos de escrutínio por seus editores. >>Ver a lista [em inglês].

Há muito mais artigos suspeitos por aí; e muitos mais são publicados todos os dias. Esses simplesmente são os 100 primeiros que encontramos.

Leituras adicionais (em inglês):

Filion, Guillaume. "A flurry of copycats on PubMed."

Oransky, Ivan. "Publisher discovers 50 manuscripts involving fake peer reviewers."

Ioannidis J.P.A., Chang C. Q., Lam T. K., Schully S. D., Khoury M. J. "The Geometric Increase in Meta-Analyses from China in the Genomic Era." PLoS ONE 8(6): e65602. doi:10.1371/journal.pone.0065602

Hvistendahl, Mara. "China`s Publication Bazaar." Science, 29 November 2013, pp. 1035–1039. DOI: 10.1126/science.342.6162.1035

Revista Scientic American Brasil