Hacer que la ciencia sea accesible a los estudiantes ciegos

por Marc Krizack (krizack@sfsu.edu)

Con la ayuda de un financiamiento de la Fundación Nacional para las Ciencias, un investigador de la Universidad Estatal de San Francisco está desarrollando un juego de modelos químicos y de biología tridimensionales para usar como asistencias educativas para alumnos ciegos de cursos en las ciencias físicas y biológicas.

El investigador, Dr. Dennis Fantin, tiene un doctorado en biofísica de Berkeley e hizo trabajo postdoctoral en química y biología de las plantas. Es un miembro de la facultad en el Departamento de Biología de la Universidad Estatal de San Francisco y un investigador científico invitado de la división de Biociencias Físicas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. De la misma importancia es el hecho que el Dr. Fantin quedó ciego durante su juventud.

El Dr. Fantin comentó que "La razón básica del proyecto es que a los estudiantes ciegos generalmente no se les incentiva a seguir carreras en las ciencias porque los métodos para representar las estructuras moleculares y celulares en bioquímica y química orgánica tienden a ser principalmente visuales. Hay ilustraciones en libros de texto impresos y pueden ser de ayuda para estudiantes videntes, pero que a los estudiantes invidentes no ayuda directamente. Tradicionalmente, para hacer accesible a los estudiantes ciegos esta información, se necesita describir las ilustraciones en forma verbal, lo que resulta tedioso e indirecto y, en algunos casos, se ha hecho dibujos en relieve".

No existen modelos apropiados

Una tercera forma de representar las estructuras químicas es el equipo modelo de estructura molecular que generalmente se entrega en química orgánica. Según el Dr. Fantin, estos modelos son de uso limitado porque están codificados por color para que los usen los estudiantes videntes y la codificación por color no ofrece información a los estudiantes ciegos. "Si los hubieran diseñado teniendo en cuenta al estudiante ciego, los equipos estarían basados en codificaciones por forma y textura, lo que los haría más útiles", comentó el Dr. Fantin. "Hoy, no hay modelos de moléculas apropiados para los estudiantes ciegos".

El método del Sr. Fantin es seleccionar un cierto número de estructuras químicas y moleculares que están bien definidas y se encuentran en todos los cursos de biología y química, incluyendo los cursos de bioquímica, biología molecular y celular, biofísica, zoología y botánica tanto de introducción como más avanzados. Estos procesos y estructuras comunes incluyen procesos metabólicos comunes a todas las células, (glicólisis, el ciclo de Krebbs), los procesos de división de células (mitosis y miosis), y macromoléculas como los ácidos nucleicos DNA y RNA y las proteínas.

Al momento, encontrándose en el Segundo año de un proyecto de tres años, el Dr. Fantin ha desarrollado modelos que son un intermedio entre un dibujo plano de dos dimensiones con líneas en relieve y la estructura verídica del modelo molecular como si fuera un modelo de palos y bolas de química orgánica. Los modelos del Dr. Fantin son ilustraciones o representaciones táctiles en vez de estructuras moleculares completas a escala. Con su modelo, un estudiante ciego usa la sensación cutánea que dispone en las yemas de sus dedos para obtener información sobre la estructura en una forma parecida a la lectura braille. A pesar de ello, dijo el Dr. Fantin, aislada, es lenta y "local" y no da la impresión total de la estructura.
 
Usando la mano entera  para entender

"Los modelos que estoy desarrollando" dijo el Dr. Fantin "tienen características que le permitirán a los estudiantes ciegos a usar la mano completa para comprender la estructura representada". Los modelos están diseñados para que el estudiante pueda usar las palmas y el  interior de los dedos para sacar información del todo, y que dé al estudiante una rápida impresión de una visión más grande y amplia de la estructura general.

Las estructuras modelo del Dr. Fantin consisten en representaciones simbólicas de átomos y las líneas de ligazón entre átomos se representan como superficie de una matriz plástica que rodea la parte exterior de la estructura "formando una representación más redundante y general de la estructura química".

El Sr. Fantin continuó diciendo que "Si tuviera sólo una ilustración termoforme, no tendría más que una serie de líneas en perfiles de bajorrelieve que se deben seguir lentamente. La estructura, que está diseñada para que al sentirla rápidamente, se pueda apreciar mejor como estructura complicada y común como el ATP, un combinado de alta energía que se usa para impulsar procesos celulares y también ofrecer una representación cierta de la colocación de todos los átomos y su estructura en relación con los otros. Esto le da al estudiante la oportunidad de entender la situación general en forma ajustada y verdadera a todos los detalles y conexiones internas".

Codificar para promover la información estructural

En los modelos del Dr. Fantin, los átomos quedan indicados por diferentes estructuras geométricas en relieve: cuadrado si es carbón, triángulo si es nitrógeno, pentágono si es fósforo, un disco circular si es oxígeno y una pequeña cúpula si es hidrógeno. Se diseñó las formas para que fueran lo más pequeñas posible para así conservar el espacio y fueran lo más grande posible para que se las reconociera de inmediato con la yema de los dedos. Por ejemplo, por medio de la experimentación, el Dr. Fantin ha determinado que se reconozca una figura por medio del tacto solamente, el tamaño de cada lado o diámetro no puede ser menos que 1/4 de pulgada. En una codificación que el Dr. Fantin desarrolló para indicar la relación tridimensional entre átomos adyacentes y que da a los estudiantes ciegos mayor información sobre la estructura, las líneas de ligamento entre átomos deben ser planas o anguladas, en vez de ser todas planas.

El Dr. Fantin expuso que "En verdad, este es un proyecto de ciencias cognitivas. Se trata de adentrarse en las mentes de los estudiantes ciegos, que tienen que usar sus manos para conseguir información sobre las relaciones físicas de las estructuras moleculares".

El diseño de mejores presentaciones habladas

A la fecha, el Dr. Fantin ya ha diseñado casi veinte de las interacciones de la glicosis, siendo cada una de ellas una estructura química diferente. Además de los modelos físicos que está desarrollando, también está desarrollando un sistema de audio digital para guiar a los estudiantes a través de la exploración de los modelos con un conjunto de instrucciones habladas fáciles de seguir. En colaboración con Scott Luebking, un ingeniero de programas, y Mark Sutton, un experto en programación de acceso para personas con discapacidades visuales, el Dr. Fantin creó un prototipo de sistema de navegación por instrucciones de sonido que se encuentra en funcionamiento y que consiste en una grabación de voz de 23 minutos que se escucha por medio de una tarjeta de sonido de computadora y se controla con un programa. El estudiante puede usar un tablero numérico o sistema de voz producido y distribuido comercialmente por Dragon Dictate para controlar el tutor cibernético. Al programa tutor se le puede pedir que entregue la información por niveles de dificultad. Se puede manejar al tutor por medio de oraciones, párrafos, secciones o capítulos, lo que significa un gran avance sobre la cinta audio que generalmente se ha usado para transmitir información a las personas con discapacidades visuales. Las bibliotecas más importantes están en el proceso de convertir su información del audio al sistema digital.

El Dr. Fantin es uno de los fundadores del Disability Policy and Planning Institute (Instituto de Políticas y Planificación de la Discapacidad - DPPI), que actualmente tiene una beca de la United States Agency For International Development (USAID) para organizar un programa para estudiantes con discapacidades en Novosibirsk, Rusia.  El programa es el primero de su tipo en ese país.